Geofysici hebben gedetailleerde driedimensionale beelden verkregen van een gevaarlijke megathrust-breuk ten westen van Costa Rica, waar twee platen van de aardkorst botsen. De afbeeldingen onthullen kenmerken van het breukvlak, inclusief lange groeven of golvingen, die kan bepalen hoe de fout zal wegglippen bij een aardbeving.

De studie, gepubliceerd op 12 februari in Natuur Geowetenschappen , gericht op de subductiezone van Costa Rica waar de Cocos-plaat langzaam onder de overheersende Caribische plaat duikt. Variaties in textuur die in verschillende delen van het breukvlak worden gezien, kunnen verklaren waarom Costa Rica complexe, fragmentarische aardbevingen die niet lijken te glijden naar ondiepe diepten, in tegenstelling tot sommige andere megathrust-fouten, zei eerste auteur Joel Edwards, een doctoraat kandidaat in aard- en planetaire wetenschappen aan UC Santa Cruz.

"Onze nieuwe beelden tonen grote variabiliteit in de omstandigheden langs de megathrust, die verband kan houden met een aantal aardbevingsverschijnselen die we in de regio waarnemen, ' zei Eduard.

Megastoten, de enorme continue fouten gevonden in subductiezones, zijn verantwoordelijk voor de grootste aardbevingen op aarde. Megathrust-aardbevingen kunnen verwoestende tsunami's veroorzaken en vormen een ernstig gevaar voor gemeenschappen in de buurt van subductiezones. Het begrijpen van de mechanismen die aan het werk zijn langs deze fouten is van vitaal belang voor rampenbeheer over de hele wereld.

Edwards werkte met een team van geofysici aan UC Santa Cruz, de U.S. Geological Survey, de Universiteit van Texas-Austin, en McGill University om driedimensionale beelden van de foutinterface te verkrijgen met behulp van geavanceerde akoestische beeldvormingstechnologie. De lange groeven, of golvingen, ze waargenomen langs het grensvlak zijn vergelijkbaar in grootte met die gevonden langs de basis van snelstromende gletsjers en langs sommige oceaanruggen. De afbeeldingen toonden ook verschillende hoeveelheden gladheid en golvingen op verschillende delen van de fout.

"Deze studie leverde een ongekend beeld op van de megathrust. Dergelijke 3D-informatie is van cruciaal belang voor ons vermogen om megathrust-fouten en bijbehorende gevaren wereldwijd beter te begrijpen, " zei co-auteur Jared Kluesner, een geofysicus aan de USGS in Santa Cruz.

De akoestische dataset is in het voorjaar van 2011 verzameld op het academische onderzoeksschip Marcus G. Langseth. Het schip sleepte een reeks onderwatermicrofoons en geluidsbronnen erachter terwijl het een reeks overlappende lussen maakte over het gebied van de fout. De gegevens zijn in de komende 2 jaar verwerkt en zijn sindsdien gebruikt in een aantal onderzoeken naar verschillende aspecten van het proces van de subductiezone. Deze specifieke studie richtte zich op de interface tussen de schuifplaten, die dient als een registratie van slip- en slipprocessen.

"De 3D-locatieselectie was echt goed en de resulterende akoestische dataset toonde buitengewone details, " zei Eduard, opmerkend dat co-auteur Emily Brodsky, hoogleraar Aard- en planeetwetenschappen, was de eerste die de ribbels herkende. Dergelijke kenmerken waren waargenomen in blootgestelde fouten op het land, maar nooit eerder in een breuk diep onder de oppervlakte.

"Ik had een vroege weergave van de interface die vaag lange groeven vertoonde, en tijdens mijn kwalificatie-examen, Brodsky zag ze en vroeg:'zijn dat ribbels!?' ik wist het niet, maar ik wist dat het echte kenmerken waren. Van slip afgeleide golvingen was een heel nette hypothese, en daarna zijn we erin gedoken, " hij zei.

Het gebied in deze studie was lange tijd een doelwit geweest voor het boren in de megathrust door het Costa Rica Seismic Project (CRISP). Co-auteur Eli Silver, emeritus hoogleraar Aard- en planeetwetenschappen aan UC Santa Cruz, en anderen in het CRISP-programma besloten een 3D-seismisch onderzoek te doen, die aan elke diepe boring vooraf moet gaan, en het project werd in 2009 gefinancierd door de National Science Foundation. er zijn twee boorexpedities uitgevoerd met ondiepere doelen, en, hoewel nog niet gepland, we hebben goede hoop dat de diepe boring zal plaatsvinden, ' zei Zilver.

Onderzoekers hopen vergelijkbare beeldvormingstechnieken te gebruiken op andere subductiezones, zoals de Cascadia-marge langs de noordelijke westkust van de VS, waar sprake is van een lange geschiedenis van grote megathrust-aardbevingen en gerelateerde tsunami's. "Het uitvoeren van dit soort 3D-onderzoek langs de Cascadia-marge kan ons belangrijke informatie opleveren langs de megathrust, een plaatgrens die een aanzienlijk gevaar voor de westkust van de VS vormt, ' zei Kluesner.