De getijden keren in een zoektocht om een ​​aardbevingsmysterie op te lossen.

Jaren geleden, wetenschappers realiseerden zich dat aardbevingen langs mid-oceanische ruggen - die onderwaterbergketens aan de randen van de tektonische platen - verband houden met de getijden. Maar niemand kon erachter komen waarom er een toename is in trillingen tijdens eb.

"Iedereen was een beetje stomverbaasd, omdat volgens de conventionele theorie, die aardbevingen zouden moeten plaatsvinden bij vloed, " legde Christopher Scholz uit, een seismoloog aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University.

In een onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in Natuurcommunicatie , hij en zijn collega's hebben het mechanisme voor deze schijnbare paradox ontdekt, en het komt neer op het magma onder de mid-oceanische ruggen.

"Het is de magmakamer die ademt, uitzetten en krimpen door de getijden, dat zorgt ervoor dat de fouten bewegen, " zei Scholz, die samen met Lamont-Doherty afgestudeerde student Yen Joe Tan de studie leidde.

Tegen de stroom in gaan

De eb-correlatie is verrassend vanwege de manier waarop de mid-oceanische breuk beweegt. Scholz beschreef de fout als een gekanteld vlak dat twee blokken aarde scheidt. Tijdens beweging, het bovenste blok schuift naar beneden ten opzichte van het onderste. Dus, wetenschappers verwachtten dat bij vloed, wanneer er meer water bovenop de fout zit, het zou het bovenste blok naar beneden duwen en de aardbevingen veroorzaken. Maar dat is niet wat er gebeurt. In plaats daarvan, de fout glijdt naar beneden tijdens eb, wanneer krachten daadwerkelijk naar boven trekken - "wat het tegenovergestelde is van wat je zou verwachten, ' zei Scholz.

Om het mysterie tot op de bodem uit te zoeken, hij, Bruinen, en Fabien Albino van de Universiteit van Bristol bestudeerden de axiale vulkaan langs de Juan de Fuca-rug in de Stille Oceaan. Omdat de vulkaan om de tien jaar uitbarst, wetenschappers hebben dichte netwerken van oceaanbodeminstrumenten opgezet om het te volgen. Het team gebruikte de gegevens van die instrumenten om verschillende manieren te modelleren en te onderzoeken waarop de eb de trillingen zou kunnen veroorzaken.

Uiteindelijk, het kwam neer op een onderdeel waar nog niemand eerder aan had gedacht:de magmakamer van de vulkaan, een zachte, onder druk staande zak onder het oppervlak. Het team realiseerde zich dat wanneer het tij laag is, er zit minder water bovenop de kamer, dus het breidt zich uit. Terwijl het opblaast, het spant de rotsen eromheen, het onderste blok dwingen om de fout omhoog te schuiven, en daarbij aardbevingen veroorzaken.

Verder, zei Scholz, de getijde-aardbevingen in deze regio zijn "zo gevoelig dat we details in de reactie kunnen zien die niemand ooit eerder kon zien." Toen het team de aardbevingssnelheid in kaart bracht ten opzichte van de stress op de fout, ze realiseerden zich dat zelfs de kleinste stress een aardbeving kon veroorzaken. De getijgegevens hielpen om dit effect te kalibreren, maar de triggerende stress kan door alles worden veroorzaakt, zoals de seismische golven van een nieuwe aardbeving, of fracking afvalwater dat in de grond wordt gepompt.

"Mensen in de hydrofracking-industrie willen weten, is er een veilige druk die je kunt pompen en ervoor kunt zorgen dat je geen aardbevingen veroorzaakt?" zei Scholz. "En het antwoord dat we vinden is dat die er niet is - het kan op elk niveau van stress gebeuren."

Natuurlijk, een kleine spanning over een klein gebied zal geen verwoestende aardbeving veroorzaken, en de exacte hoeveelheid stress die nodig is, varieert van plaats tot plaats. "Ons punt is dat er geen intrinsieke spanning is die moet worden overschreden om een ​​aardbeving te veroorzaken, ", zegt Scholz. "Er is geen vuistregel."