Jaren voordat de verwoestende aardbeving in Tohoku in 2011 de kust van Japan trof de aardkorst in de buurt van de plaats van de aardbeving begon zich te roeren. Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin gebruiken computermodellen om te onderzoeken of kleine trillingen die in de buurt van deze locatie worden gedetecteerd, verband kunnen houden met de ramp zelf.

Het onderzoek kan ertoe bijdragen dat wetenschappers meer inzicht krijgen in de krachten die megathrust-aardbevingen veroorzaken - 's werelds krachtigste soort aardbeving - en kan de beoordeling van het aardbevingsgevaar verbeteren. De studie werd gepubliceerd op 15 december, 2018, in Aardse en planetaire wetenschapsbrieven .

Hoofdauteur Thorsten Becker, een professor aan de UT Jackson School of Geosciences en onderzoeker aan het University of Texas Institute for Geophysics, zei dat dit de eerste uitgebreide studie was die veranderingen aantoonde in nauwelijks waarneembare tremoractiviteit vóór de Tohoku-megathrust-aardbeving.

"Het deel van de korst dat zich dicht bij de plaats bevindt dat uiteindelijk scheurde, verandert een paar jaar voor de gebeurtenis van stresstoestand, "zei Becker. "Door dit aan te tonen, ons werk vormt een aanvulling op studies van de vervorming van de aardkorst en ons begrip van de krachten die aardbevingen veroorzaken."

Het Institute for Geophysics is een onderzoekseenheid van de Jackson School of Geosciences.

Hoewel de locatie van de bevingen vragen oproept over hun mogelijke verband met de aardbeving, Becker zei dat het op dit moment niet bekend is of de twee gebeurtenissen verband houden. Echter, de seismische signatuur van de trillingen helpt bij het verfijnen van een computermodel dat kan helpen de verbinding te ontwarren. Met deze nieuwe modelleringstechniek kunnen wetenschappers een vierdimensionaal beeld maken van de aardkorst en de interacties tussen tektonische platen, laat zien hoe krachten die op de fout drukken in de loop van de tijd veranderen.

Nadat de seismische gegevens waren ingevoerd, het model kwam overeen met waarnemingen van hoe de plaat vervormde in de jaren voor en na de aardbeving. Hierdoor konden de wetenschappers conclusies trekken over het soort krachten dat plaatsvindt aan de plaatgrens, het punt waar een plaat in de hete aarde duikt, stroperige mantel. In deze half gesmolten laag, stevige rotsen sijpelen en gedragen zich op onverwachte manieren, dus het begrijpen van de dynamiek van de laag kan helpen bij het identificeren van het verband tussen druk langs een breuk voor en na een grote aardbeving.

Het nieuwe onderzoek is belangrijk omdat het model oorspronkelijk is ontwikkeld met een andere dataset:geodetische informatie over de vorm van het aardoppervlak. Door vergelijkbare resultaten te verkrijgen met behulp van verschillende datasets - seismische golven en veranderingen in de vorm van de planeet - kunnen wetenschappers veel meer vertrouwen hebben in de nauwkeurigheid van aardbevingsmodellen.

Becker is van mening dat met het juiste onderzoek en de juiste ondersteuning, geavanceerde computermodellen kunnen worden gebruikt om de fysica van aardbevingen te bestuderen en mogelijk bij te dragen aan betere voorspellingen.

Momenteel, wetenschappers kunnen hoogstens gevarenkaarten aanbieden met bekende aardbevingszones en een vage waarschijnlijkheid van een aardbeving in de komende decennia. Meer weten over wanneer en waar zo'n aardbeving zou kunnen toeslaan, zelfs binnen een paar jaar, zou een aanzienlijke verbetering betekenen ten opzichte van de huidige aardbevingsprognoses en wellicht de autoriteiten en de industrie voldoende tijd geven om zich op een dergelijk evenement voor te bereiden.

Hiertoe, de auteurs hopen dat hun studie zal bijdragen aan de wereldwijde inspanningen om de beoordeling van aardbevingsgevaar te verbeteren, zoals de Modeling Collaboratory for Subduction RCN, een nieuw door de UT geleid onderzoekssamenwerkingsnetwerk gefinancierd door de National Science Foundation (NSF).