Aardwetenschappers zoeken consequent naar een betrouwbare manier om aardbevingen te voorspellen. Nieuw onderzoek van Carl Tape, professor aan het Fairbanks Geophysical Institute van de University of Alaska, kan daarbij helpen, door een unieke samenloop van omstandigheden.

"Onze waarnemingen hebben een ondubbelzinnig interessante opeenvolging van gebeurtenissen vastgelegd, ' zei Tape.

Tape en zijn collega's vonden bewijs voor het versnellen van de activiteit vóór een aardbeving in 2016 in een zijwaarts bewegende breukzone in centraal Alaska. De activiteit omvatte een fenomeen dat bekend staat als zeer laagfrequente aardbevingen, verwijzend naar het type energiegolven dat ermee verbonden is.

Typische aardbevingen hebben twee bijbehorende energiegolven, de P- en S-golven genoemd. Zeer laagfrequente aardbevingen hebben dergelijke signalen niet. In plaats daarvan, hun golven komen voor op veel lagere frequenties.

"De meeste aardbevingen beginnen abrupt, maar niet altijd, " zei Luciana Astiz, een programmadirecteur in de afdeling Aardwetenschappen van de National Science Foundation, die het onderzoek ondersteunden. "Een breukzone in centraal Alaska die wordt gecontroleerd door nieuwe wetenschappelijke instrumenten, biedt een blik op een complexer proces. Deze studie rapporteert de eerste waarnemingen van een langzaam proces dat overgaat in een aardbeving - iets dat voorheen alleen in laboratoriumexperimenten werd waargenomen. Deze nieuwe waarnemingen dragen bij aan het begrijpen van de fysica van aardbevingen."

in 2015, Tape installeerde 13 seismische stations in de Minto Flats van centraal Alaska om de breukactiviteit van het gebied vast te leggen. Negen dagen later, de instrumenten registreerden een lange duur, zeer laagfrequent proces, normaal alleen gezien in diepe subductiezones. Dit evenement liet een kleine hoeveelheid activiteiten zien, of kiemvorming, in een centraal gebied onder het oppervlak. Het leidde niet tot een aardbeving.

Een seconde, soortgelijke gebeurtenis in 2016 leidde tot een belangrijke observatie. Bij Minto Flats, een aardbeving met een kracht van 3,7 vond plaats op een diepte van ongeveer 10,5 mijl, op zich geen ongewone gebeurtenis. Echter, het evenement werd voorafgegaan door een 12 uur durende opeenvolging van aardbevingen en 22 seconden van verschillende hoog- en laagfrequente golven in een geconcentreerd gebied.

Tape zei dat dit soort langzame gebeurtenissen die overgingen in een breuk eerder alleen waren gezien in laboratoriumexperimenten.

"Het breukproces begon, toen vond het een patch van de fout die klaar was om te gaan, en dat is wat mensen niet hebben gezien. Het is echt spannend, ' zei Tape.

"De sprong die we maken, en misschien het meer controversiële ding, is dat dit opkomende signaal met een lange periode dat alleen bovenop de fout wordt gezien, een laagfrequent signaal is dat soms kan veranderen in een aardbeving en soms niet, ' zei Tape.

Tape en zijn collega's hebben dit soort activiteiten misschien eerder gezien. In 2012, er was een soortgelijke kleine gebeurtenis geregistreerd in centraal Alaska. In die tijd, een aardbeving met een kracht van 8,6 op de schaal van Richter vond plaats onder de Indische Oceaan en de energie ervan werd over de hele wereld gevoeld. Vanwege de omvang van dit evenement, de kleinere activiteit van centraal Alaska werd overschaduwd. Welk signaal de Minto Flats-site ook afgaf, kon niet worden bevestigd. Echter, het was intrigerend genoeg om het plaatsen van sensoren in het gebied te rechtvaardigen.

"Nooit in mijn stoutste dromen had ik verwacht dat we zoiets weer zouden zien, " zei Tape. "Ik ging ervan uit dat de omstandigheden die in 2012 plaatsvonden op de een of andere manier uniek waren en dat enorme oppervlaktegolven tot deze kiemvorming leidden. Ook al heb ik voorgesteld om instrumenten op dit gebied in een voorstel op te nemen, het was het laatste item dat ik aantrok. Ik dacht, 'Misschien zien we daarbuiten iets geks.'

Tegen 2016, Tape had stations van hoge kwaliteit bovenop de Minto Flat-fouten, ongeveer 18 mijl van de belangrijkste evenementen, en geen veroorzakende aardbeving om de gegevens te compliceren.

"We staren recht naar dit proces, en wat het liet zien was dat er precies tijdens het tremor-achtige signaal een opkomend langdurig signaal is dat hint naar wat deze kiemvormingsfase aanstuurt, " hij zei.

Geologen zijn al heel lang op zoek naar zoiets. Dus waarom heeft niemand het gezien?

"Ik blijf zeggen 'ik weet het niet, '" zei Tape. "Ik ga ervan uit dat iedereen voor altijd naar iets heeft gezocht vóór de P-golf. Het doet me geloven dat er iets speciaals is aan deze breukzone."

Minto Flats heeft een diep sedimentair bekken, strike-slip breuken, actieve tektoniek en diepe aardbevingen; het is een ongebruikelijke site.

"In sommige opzichten, Ik wou dat er niets bijzonders was. Ik wou dat het een wereldwijd fenomeen was dat we ontdekten, maar dat is het niet, "Zei Tape. "Het lijkt erop dat er iets bijzonders is met de omstandigheden in Minto Flats."

De resultaten van het onderzoek verschijnen in het laatste nummer van het tijdschrift Natuur Geowetenschappen . Het artikel is getiteld "Aardbeving Nucleation and Fault Slip Complexity in the Lower Crust of Central Alaska."