Geofysici van Caltech hebben een nieuwe methode ontwikkeld voor het bepalen van aardbevingsgevaren door te meten hoe snel energie zich opbouwt op fouten in een specifieke regio, en dan dat te vergelijken met hoeveel er vrijkomt door foutkruip en aardbevingen.

Ze pasten de nieuwe methode toe op de fouten onder het centrum van Los Angeles, en ontdekte dat op het lange termijn gemiddelde, de sterkste aardbeving die waarschijnlijk langs die fouten zal plaatsvinden, is tussen de magnitude 6,8 en 7,1, en dat een magnitude van 6,8 - ongeveer 50 procent sterker dan de aardbeving in Northridge in 1994 - gemiddeld ongeveer elke 300 jaar zou kunnen plaatsvinden.

Dat wil niet zeggen dat een grotere aardbeving onder centraal L.A. onmogelijk is, zeggen de onderzoekers; liever, ze ontdekken dat de korst onder Los Angeles niet snel genoeg van zuid naar noord lijkt te worden samengedrukt om zo'n aardbeving zo waarschijnlijk te maken.

De methode maakt het ook mogelijk om de kans op kleinere aardbevingen in te schatten. Als men naschokken uitsluit, de kans dat een aardbeving met een kracht van 6,0 of hoger in het centrum van LA zal plaatsvinden over een bepaalde periode van 10 jaar is ongeveer 9 procent, terwijl de kans op een aardbeving met een kracht van 6,5 of meer ongeveer 2 procent is.

Een paper waarin deze bevindingen worden beschreven, is gepubliceerd door Geofysische onderzoeksbrieven op 27 februari.

Deze niveaus van seismisch gevaar zijn iets lager, maar verschillen niet significant van wat al is voorspeld door de Working Group on California Earthquake Probabilities. Maar dat is eigenlijk het punt, zeggen de Caltech-wetenschappers.

Huidige state-of-the-art methoden voor het beoordelen van het seismische gevaar van een gebied omvatten het genereren van een gedetailleerde beoordeling van de soorten aardbevingsbreuken die langs elke breuk kunnen worden verwacht, een ingewikkeld proces dat afhankelijk is van supercomputers om een ​​definitief model te genereren. Daarentegen, de nieuwe methode - ontwikkeld door Caltech-student Chris Rollins en Jean-Philippe Avouac, Earle C. Anthony, hoogleraar geologie en mechanische en civiele techniek, is veel eenvoudiger, afhankelijk van het spanningsbudget en de algemene aardbevingsstatistieken in een regio.

"We vragen in principe 'Aangezien centraal L.A. met een paar millimeter per jaar van noord naar zuid wordt samengedrukt, wat kunnen we zeggen over hoe vaak aardbevingen van verschillende grootten in het gebied kunnen voorkomen, en hoe groot aardbevingen kunnen worden?'" zegt Rollins.

Wanneer de ene tektonische plaat tegen de andere duwt, elastische spanning wordt opgebouwd langs de grens tussen de twee platen. De spanning neemt toe totdat de ene plaat langzaam langs de andere kruipt, of het schokt heftig. De gewelddadige schokken worden gevoeld als aardbevingen.

Gelukkig, de geleidelijke buiging van de korst tussen aardbevingen kan aan het oppervlak worden gemeten door te bestuderen hoe het aardoppervlak vervormt. In een eerdere studie (uitgevoerd in samenwerking met Caltech research software engineer Walter Landry; Don Argus van het Jet Propulsion Laboratory, die wordt beheerd door Caltech voor NASA; en Sylvain Barbot van USC), Avouac en Rollins hebben de grondverplaatsing gemeten met behulp van permanente GPS-stations (Global Positioning System) die deel uitmaken van het Plate Boundary Observatory-netwerk, ondersteund door de National Science Foundation (NSF) en NASA. De GPS-metingen onthulden hoe snel het land onder L.A. wordt gebogen. Van dat, de onderzoekers berekenden hoeveel spanning er vrijkwam door kruip en hoeveel werd opgeslagen als elastische spanning die beschikbaar was om aardbevingen te veroorzaken.

De nieuwe studie beoordeelt of die aardbevingsstam het meest waarschijnlijk wordt vrijgegeven door frequente kleine aardbevingen of door een zeer grote, of iets daar tussenin. Avouac en Rollins onderzochten het historische record van aardbevingen in Los Angeles van 1932 tot 2017, zoals vastgelegd door het Southern California Seismic Network, en selecteerde het scenario dat het beste past bij het waargenomen gedrag van de regio.

"Het schatten van de omvang en frequentie van de meest extreme gebeurtenissen, waarvan niet kan worden aangenomen dat ze bekend zijn uit de geschiedenis of instrumentele observaties, is heel hard. Onze methode biedt een raamwerk om dat probleem op te lossen en de kans op aardbevingen te berekenen, ' zegt Avouac.

Deze nieuwe methode om de kans op aardbevingen te schatten, kan eenvoudig worden toegepast op andere gebieden, biedt een manier om seismische gevaren te beoordelen op basis van fysische principes. "We zijn nu de methode aan het verfijnen om rekening te houden met de tijdsverdeling van aardbevingen in het verleden, om de voorspellingen nauwkeuriger te maken, en we passen het raamwerk aan zodat het kan worden toegepast op geïnduceerde seismische activiteit, ' zegt Avouac.

De studie is getiteld "Een op geodesie en seismiciteit gebaseerd lokaal aardbevingswaarschijnlijkheidsmodel voor het centrum van Los Angeles."