Geologen hebben lang gedacht dat het centrale deel van de beroemde San Andreas-breuk in Californië - van San Juan Bautista in zuidelijke richting tot Parkfield, een afstand van ongeveer 80 mijl - heeft een gestage kruipende beweging die zorgt voor een veilige afgifte van energie.

Kruip op de centrale San Andreas gedurende de afgelopen decennia, dus het denken gaat, heeft de kans op een grote aardbeving die de hele breuk van noord naar zuid verscheurt, verkleind.

Nieuw onderzoek door twee geofysici van de Arizona State University toont echter aan dat de bewegingen van de aarde langs dit centrale gedeelte niet soepel en stabiel zijn geweest, zoals eerder gedacht.

In plaats daarvan, de activiteit was een opeenvolging van kleine stick-and-slip bewegingen - soms "langzame aardbevingen" genoemd - die gedurende een periode van maanden energie vrijgeven. Hoewel deze langzame aardbevingen onopgemerkt blijven door mensen, de onderzoekers zeggen dat ze grote destructieve aardbevingen in hun omgeving kunnen veroorzaken. Een van die aardbevingen was de aardbeving met een kracht van 6 op de schaal van Richter die Parkfield in 2004 deed schudden.

"Wat er stabiel uitzag, continue kruip was eigenlijk gemaakt van afleveringen van versnelling en vertraging langs de fout, " zegt Mostafa Khoshmanesh, een afgestudeerde onderzoeksassistent in ASU's School of Earth and Space Exploration (SESE). Hij is de hoofdauteur van a Natuur Geowetenschappen papieren rapportage over het onderzoek.

"We ontdekten dat de beweging op de fout elke één tot twee jaar begon en enkele maanden duurde voordat hij stopte, " zegt Manoochehr Shirzaei, assistent-professor in SESE en co-auteur van het papier.

"Deze episodische langzame aardbevingen leiden tot verhoogde spanning op de vergrendelde segmenten van de breuk in het noorden en zuiden van het centrale gedeelte, " zegt Shirzaei. Hij wijst erop dat deze flankerende secties twee aardbevingen met een kracht van 7,9 hebben ondergaan, in 1857 (Fort Tejon) en 1906 (San Francisco).

De wetenschappers suggereren ook een mechanisme dat de stop-and-go-bewegingen zou kunnen veroorzaken.

"Foutrotsen bevatten een vloeibare fase die vastzit in openingen tussen deeltjes, poriënruimten genoemd, Khoshmanesh zegt. "Periodieke verdichting van defecte materialen veroorzaakt een korte stijging van de vloeistofdruk, die de fout opheft en de beweging vergemakkelijkt."

Ondergronds kijken vanuit een baan om de aarde

De twee wetenschappers gebruikten synthetische apertuurradargegevens uit een baan voor de jaren 2003 tot 2010. Met deze gegevens konden ze maandelijkse veranderingen in de grond langs het centrale deel van de San Andreas in kaart brengen. Ze combineerden de gedetailleerde waarnemingen van grondbewegingen met seismische gegevens tot een wiskundig model. Met het model konden ze het aandrijfmechanisme van langzame aardbevingen en hun verband met grote nabije aardbevingen verkennen.

"We ontdekten dat dit deel van de fout een gemiddelde beweging van ongeveer drie centimeter per jaar heeft, iets meer dan een centimeter, " zegt Khoshmanesh. "Maar soms stopt de beweging helemaal, en op andere momenten bewoog het wel 10 centimeter per jaar, of ongeveer vier centimeter."

De afbeelding van de centrale San Andreas-breuk die uit hun werk naar voren komt, suggereert dat de stick-and-slip-beweging op een kleine tijdschaal lijkt op hoe de andere delen van de San Andreas-breuk bewegen.

Ze merken op dat de nieuwe waarneming belangrijk is omdat het een nieuw type breukbeweging en aardbevingsmechanisme blootlegt, waarmee geen rekening wordt gehouden in de huidige modellen van aardbevingsgevaren die voor Californië worden gebruikt.

Zoals Shirzaei uitlegt, "Op basis van onze waarnemingen, wij geloven dat seismisch gevaar in Californië iets is dat in de tijd varieert en waarschijnlijk hoger is dan wat mensen tot nu toe hebben gedacht." Hij voegt eraan toe dat nauwkeurige schattingen van dit variërende gevaar essentieel zijn om op te nemen in operationele aardbevingsvoorspellingssystemen.

Zoals Choshmanesh zegt, "Gebaseerd op huidige tijdonafhankelijke modellen, er is een kans van 75% op een aardbeving met een kracht van 7 of groter in zowel Noord- als Zuid-Californië binnen de komende 30 jaar."