Een zomerse uitzetting van de aardkorst, veroorzaakt door veranderingen in het grondwater, kan in 2014 de aardbeving met een kracht van 6,0 in het wijnland van Californië hebben veroorzaakt. volgens een nieuwe studie.

De 24 augustus, De aardbeving in South Napa in 2014 was de grootste aardbeving die de San Francisco Bay Area deed schudden sinds de aardbeving in Loma Prieta met een kracht van 6,9 op de schaal van Richter in 1989. Het was ook de eerste aardbeving in de regio sinds 1906 die doorbrak naar de oppervlakte. verzakt asfalt en gebarsten grond achterlatend in wijngaarden langs de lengte van de breuk.

De aardbeving ontstond 11,1 kilometer (6,7 mijl) onder de San Pablo Bay-moerassen langs de West Napa Fault. vallende stenen, puin en huishoudelijke voorwerpen doodden twee mensen en raakten bijna 300 gewond, en de aardbeving veroorzaakte ongeveer een half miljard dollar schade.

Het aardoppervlak is een collage van dunne, stijve platen drijvend op een hete, vloeibare binnenkant. Wrijving verhindert dat de platen soepel langs elkaar bewegen en spanning bouwt zich op in de rotsen als de platen op elkaar trekken en duwen. Aardbevingen treden op wanneer stukken van de aardkorst langs elkaar schuiven om deze spanning los te laten.

In de nieuwe studie in de Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek :Vaste aarde, een tijdschrift van de American Geophysical Union-onderzoekers rapporteren de ontdekking van een expansie die elke zomer plaatsvindt in de aardkorst op de plaats van de aardbeving in South Napa, toe te voegen aan de stress op de fout. Hun analyse suggereert seizoensgebonden terugtrekkend grondwater onder de Napa- en Sonoma-valleien, die de fout flankeren, veroorzaakt de zomeruitbreiding.

De auteurs van het onderzoek zijn van mening dat de extra seizoensstress de laatste druppel zou kunnen zijn geweest waardoor de fout in 2014 faalde.

"Je hebt een algemeen langdurige accumulatie van stress in de aarde, dat gebeurt door standaard platentektoniekkrachten. Dan heb je een seizoenscomponent, " zei Meredith Kraner, een afgestudeerde student aan de Universiteit van Nevada, Rene, en hoofdauteur van de nieuwe studie. "We denken dat die seizoenscomponent de fout misschien iets meer in de richting van een storing heeft geduwd."

"Waarom vond [de aardbeving] plaats in 2014 versus enig ander jaar? We denken dat het net zijn breekpunt heeft bereikt, ’ zei Kraner.

Eerdere studies van aardbevingspatronen in Californië hebben ook seizoenstrends waargenomen, met aardbevingen die vaker voorkomen in de zomermaanden. De nieuwe studie koppelt dit seizoenseffect aan een specifieke aardbeving en gaat dieper in op hoe dit kan hebben bijgedragen aan de timing van de aardbeving van 2014.

Studies zoals deze zouden aardbevingsvoorspellingsmodellen kunnen verbeteren door gelokaliseerde, seizoensgebonden bronnen van stress op fouten, die belangrijke aardbevingen kunnen veroorzaken, aldus Kraner. Seizoensinvloeden variëren tussen storingssystemen, maar de huidige modellen vertrouwen alleen op de algehele, langdurige bewegingen van de aardkorst.

"Hoewel deze studie belooft de voorspellingsmodellen te verbeteren door bureaus aan te moedigen om tijdafhankelijke informatie op te nemen, we kunnen gewoon geen aardbevingen voorspellen, "Zei Kraner. "Dit is veelbelovend, maar we kunnen nog steeds niets voorspellen."

Zomerstress

De nieuwe studie vindt dat de aarde zich horizontaal verspreidt, ongeveer oost-west, tijdens de zomer in het gebied waar de breuk in 2014 brak. Deze verspreiding bereikt een piek van 3 millimeter (0,12 inch) eind augustus tot begin september.

In de winter, de korst trekt in dezelfde mate samen, het bereiken van een maximale krimp eind januari tot begin februari. Dit seizoenspatroon van uitzetting en krimp vond jaarlijks plaats in de acht jaar vóór de aardbeving in South Napa.

Kraner observeerde deze seizoensbewegingen in de aarde met behulp van een reeks GPS-stations in het westen van de Verenigde Staten. Elk station meldt zijn locatie tot op de millimeter nauwkeurig.

"We ontdekten dat de uitbreiding elke zomer plaatsvindt, en we zijn van mening dat het een algehele vrijgave van de klemdruk op de fout veroorzaakt, waarvan wij denken dat de kans groter is dat de fout tijdens de zomermaanden wegglijdt, ’ zei Kraner.

Kraner en haar collega's geloven dat seizoensschommelingen in het grondwater, of het nu gaat om pompen of andere veranderingen, are likely the source of the seasonal expansion and contraction. The weight of groundwater flexes the Earth's crust, and changes in groundwater have been associated with earthquakes around the world. Bijvoorbeeld, the unloading of water weight as the Sierra Nevada snowpack melts each spring has been connected to increased frequency of earthquakes in the summer in California.

The new study shows the observed seasonal expansion over the fault is consistent with the waxing and waning of water under Napa and Sonoma, two long valleys that run parallel to each other, divided by the Mayacamas Mountains. Groundwater basins within the valleys supply water to the region's famous wineries. The West Napa Fault runs between the valleys on the eastern edge of the mountains.

As water levels under the valleys fall during the summer, the ground over the valleys sinks and contracts. Satellite data shows the land sinking in the Napa and Sonoma valleys in the summer, consistent with shrinking groundwater volume. Eastern and western GPS stations within Sonoma Valley also move closer together in summer, showing a contraction over the groundwater basin, which would be expected as groundwater diminishes.

This contraction above the groundwater basins pulls on the mountainous land between the valleys, causing the land between the valleys to stretch. This is the seasonal expansion Kraner and her colleagues observed using GPS that they believe adds stress to the fault.

The researchers ruled out other factors, like changes in air temperatures, the Sierra Nevada snowpack and the extended 2011-2017 California drought, as the cause of the local changes.

"We think it's more of a localized effect, something related to the groundwater system. We don't know if it is groundwater pumping specifically, or something related to how the natural aquifer system works, or a combination, " Kraner said.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.