Een lentegolf van smeltwater, sijpelt door verticaal gekantelde rotslagen, veroorzaakte een seismische zwerm in de buurt van Long Valley Caldera in Californië in 2017, volgens onderzoek gepresenteerd op de 2019 SSA Annual Meeting.

De ongewone gebeurtenis bracht Emily Montgomery-Brown, onderzoeker van de Amerikaanse Geological Survey en haar collega's ertoe terug te kijken door 33 jaar seismische en waterrecords voor de regio. Ze ontdekten dat de snelheden van ondiepe seismiciteit ongeveer 37 keer hoger waren tijdens zeer natte periodes dan in droge periodes.

Hoewel wetenschappers eerder aardbevingen hebben gekoppeld aan zware regenval of zware afvoer, het bewijs dat de twee met elkaar verbindt, is relatief zwak of dubbelzinnig geweest, zegt Montgomery-Brown. In het geval van Long Valley Caldera, ze zegt, "we zien een fenomenale correlatie tussen de seismiciteit en de stroomafvoer, en we zien ongeveer 37 keer het aantal aardbevingen tijdens het natte seizoen als tijdens het droge seizoen."

Terwijl het smeltwater het grondwater in het door droogte geteisterde gebied aanvulde, het veranderde de poriedruk in de rotsen die één tot drie kilometer onder het grondoppervlak lagen, veroorzaakte de kleine aardbevingen van de zwerm van 2017.

De ondiepe aard van de aardbevingen, samen met hun ongewone voortplanting, hielp Montgomery-Brown en haar collega's om vast te stellen dat ze werden veroorzaakt door sijpelend water en niet door vulkanische processen die verband houden met Long Valley Caldera.

Bij het lokaliseren van de aardbevingen, Montgomery-Brown's USGS-collega Dave Shelly ontdekte dat de aardbevingen "zich eigenlijk dieper verspreidden, naar beneden van het oppervlak, " zegt ze. In andere zwermen rond vulkanische gebieden, zoals Yellowstone National Park, de aardbevingen beginnen meestal in een diepere seismische zone, ongeveer zes tot acht kilometer diep, en bewegen vaak naar boven naar het oppervlak.

Gedetailleerde geologische kaarten van het zwermgebied, ten zuiden van Long Valley Caldera, laat een steile duik zien, bijna verticale rotslagen die fungeren als een snelkanaal voor smeltwater. Het is mogelijk dat de afvoer een bepaalde fout niet opnieuw activeert, Montgomery-Brown zegt, maar kan in plaats daarvan deze rotslagen infiltreren en daar kleine aardbevingen veroorzaken.

De onderzoekers zagen niet dezelfde sterke correlatie tussen smeltwaterafvoer en seismische snelheden in andere gebieden rond Long Valley Caldera. "Alleen in deze gebieden zien we de sterk dalende lagen, " ze zegt.

Voor zover zij en haar collega's weten, deze ondiepe aardbevingen blijven ondiep, en zich niet diep genoeg voortplanten om activiteit op diepere breuken in het gebied op gang te brengen.

Montgomery-Brown heeft seismische signalen bestudeerd en de vervorming van de grond bij Long Valley Caldera gevolgd om vulkanische activiteit en de beweging van magma en gas onder de caldera bij te houden. Vervormingen veroorzaakt door hevige sneeuwval (en daarna het smelten van de sneeuw) in de bergen zorgt voor seizoenssignalen in haar data. "Meestal probeer ik van dat signaal af te komen, zodat ik de werkelijke vulkanische vervorming kan zien die plaatsvindt."

Toen de aardbevingszwerm van 2017 - een van de grootste in lange tijd in het gebied - plaatsvond aan de rand van de caldera, zij en haar collega's hadden besproken of het werd veroorzaakt door vulkanische activiteit. "Mensen begonnen de aardbevingen te voelen, en we vroegen ons af of we een verklaring moesten afleggen over hoe de vulkaan zich gedroeg."

Maar toen ze een nieuwe manager een rondleiding door een routerkast op hun kantoor gaf, ze eindigde met praten met Mammoth Community Water District-managers die de kantoorruimte delen. Terwijl ze spraken over de overstromingen in de lente, "het klikte gewoon in ons begrip" hoe de afvoer en de zwerm met elkaar verbonden kunnen zijn, ze zegt.