Een missie om de grootste breuk in Nieuw-Zeeland te bestuderen door twee observatoria onder de zeebodem in de subductiezone van Hikurangi te laten zakken, is deze week aan de gang.

De expeditie wordt geleid door wetenschappers van de Pennsylvania State University (PennState) en GNS Science in Nieuw-Zeeland, en gefinancierd door de National Science Foundation (NSF) en het International Ocean Discovery Program (IODP).

"Deze expeditie zal informatie opleveren die essentieel is om te begrijpen waarom verwoestende tsunami's plaatsvinden na ondiepe aardbevingen en na aardverschuivingen onder water, " zegt James Allan, een programmadirecteur in de afdeling Ocean Sciences van NSF, die IODP financiert.

Dit is de tweede van twee verwante expedities aan boord van het wetenschappelijke boorschip JOIDES-resolutie , en is gericht op het bestuderen van de subductiezone van Hikurangi om meer te weten te komen over het grootste gevaar voor aardbevingen en tsunami's in Nieuw-Zeeland.

Een onderzeese aardbevingszone bestuderen

De subductiezone van Hikurangi, voor de oostkust van het Noordereiland, maakt deel uit van de Pacifische Ring van Vuur, waar de tektonische plaat in de Stille Oceaan onder de Australische plaat duikt.

Wetenschappers zijn van mening dat de subductiezone van Hikurangi aardbevingen van meer dan magnitude 8 kan veroorzaken. Aardbevingen in de subductiezone kunnen grote tsunami's veroorzaken omdat er tijdens deze aardbevingen grote en snelle verplaatsingen van de zeebodem plaatsvinden.

Het internationale wetenschappelijke team van de reis zal kernen van onder de zeebodem bemonsteren en analyseren om inzicht te krijgen in de rotseigenschappen en omstandigheden waarin deze gebeurtenissen plaatsvinden.

"We begrijpen nog niet de slow-slip-processen die ervoor zorgen dat fouten zich op deze manier gedragen, en we weten niet veel over hun relatie tot grote aardbevingen in subductiezones, ', zegt expeditieleider Demian Saffer van PennState.

Expeditie co-leider Laura Wallace van GNS Science voegt toe:"Slow-slip aardbevingen zijn vergelijkbaar met andere aardbevingen in die zin dat ze een snellere dan normale beweging langs een breuk met zich meebrengen. Echter, tijdens een slow-slip evenement, het duurt weken tot maanden voordat deze foutbeweging optreedt. Dat is heel anders dan een aardbeving waarbij breukbewegingen plaatsvinden in een kwestie van seconden, plotseling energie vrijgeven."

Beste plek voor slow-slip aardbevingsonderzoek

Slow-slip events vinden plaats met tussenpozen van 12 tot 24 maanden in het studiegebied, en op een relatief ondiepe diepte onder de zeebodem, waardoor deze regio een van de beste plekken ter wereld is voor wetenschappers om ze te bestuderen.

De aardbeving in Kaikôura van vorig jaar veroorzaakte een groot slow-slip evenement voor de oostkust van Nieuw-Zeeland met een oppervlakte van meer dan 15, 000 vierkante kilometer (5, 792 vierkante mijl). Het evenement begon in de buurt van de huidige geplande IODP-expeditie; De resultaten van dit onderzoek zouden een nieuw licht moeten werpen op waarom het gebeurde.

Onderzoeken waarom en waar slow-slip-gebeurtenissen plaatsvinden, is een belangrijke ontbrekende schakel om te begrijpen hoe fouten werken. Wallace is van mening dat "slow-slip-gebeurtenissen een groot potentieel hebben om ons vermogen om aardbevingen te voorspellen te verbeteren."

Observatoria onder de zeebodem bieden nieuwe kijk op aardbevingen

Een belangrijk doel van de reis is het installeren van twee boorgatobservatoria in voorgeboorde gaten van 500 meter (1, 641 voet) onder de zeebodem. Dit is de eerste keer dat dergelijke observatoria in de wateren van Nieuw-Zeeland worden geïnstalleerd.

Ze zullen nieuwe monitoringmogelijkheden naar Nieuw-Zeeland brengen, die kunnen helpen de weg vrij te maken voor offshore-instrumentatie die nodig is voor vroegtijdige waarschuwingssystemen voor aardbevingen en tsunami's.

De observatoria bevatten hoogtechnologische meet- en bewakingsapparatuur in hun stalen omhulsels, en zal vijf tot tien jaar onder de zeebodem blijven. Ze zullen gegevens verzamelen over hoe stenen worden belast tijdens slow-slip-evenementen, evenals op veranderingen in temperatuur en de stroom van vloeistoffen door breukzones.

De informatie zal wetenschappers belangrijke nieuwe inzichten geven in het gedrag van slow-slip-gebeurtenissen en hun relatie tot aardbevingen langs de grens van een subductieplaat.

Inzicht in de verbanden tussen slow-slip-gebeurtenissen en verwoestende aardbevingen en tsunami's zal betere risicomodellering mogelijk maken, zeggen de onderzoekers, en uiteindelijk, betere voorbereiding op gevaren voor kustgemeenschappen.