De grootste reeks aardbevingen in Zuid-Californië in twee decennia heeft wetenschappers geleerd dat grote aardbevingen op een complexere manier kunnen plaatsvinden dan algemeen wordt aangenomen. De sequentie belastte ook de spanning op een nabijgelegen grote fout, volgens een nieuwe studie.

De studie, een uitgebreide analyse van de Ridgecrest Earthquake Sequence door geofysici van Caltech en JPL, zal worden gepubliceerd in Wetenschap op 18 oktober. De aardbevingsreeks van Ridgecrest omvatte een voorschok van 6,4 op de schaal van Richter op 4 juli, gevolgd door een magnitude-7.1 mainshock bijna 34 uur later, en meer dan 100, 000 naschokken. De reeks schudde het grootste deel van Zuid-Californië, maar het sterkste schudden vond plaats ongeveer 200 kilometer ten noorden van Los Angeles.

"Dit was een echte test van ons moderne seismische monitoringsysteem, " zegt Zachary Ross, assistent-professor geofysica bij Caltech en hoofdauteur van de Wetenschap papier. "Het werd uiteindelijk een van de best gedocumenteerde aardbevingssequenties in de geschiedenis en werpt licht op hoe dit soort gebeurtenissen plaatsvinden."

Het team maakte gebruik van gegevens die waren verzameld door rond de aarde draaiende radarsatellieten en seismometers op de grond om een ​​beeld samen te stellen van een aardbevingsbreuk die veel complexer is dan in modellen van veel eerdere grote seismische gebeurtenissen.

Grote aardbevingen worden vaak veroorzaakt door het breken van een enkele lange breuk, zoals de meer dan 800 mijl lange San Andreas-breuk, met een maximaal mogelijke grootte die voornamelijk wordt bepaald door de lengte van de fout. Na de aardbeving met een kracht van 7,3 die Landers trof, Californië, in 1992 - waarbij verschillende fouten waren verbroken - begonnen seismologen dat model te heroverwegen.

Zoals beschreven in de Wetenschap papier, de Ridgecrest-reeks geeft een ander voorbeeld van hoe enorme aardbevingen kunnen worden gegenereerd door een webachtig netwerk van kleinere onderling verbonden fouten die, wanneer ze scheuren, trigger elkaar als vallende dominostenen. De Sequentie omvatte ongeveer 20 voorheen onontdekte breuken die kriskras door een geometrisch complexe en geologisch jonge breukzone liepen.

De complexiteit van de breuk is alleen duidelijk vanwege de verschillende soorten wetenschappelijke instrumenten die de gebeurtenis hebben bestudeerd, zegt Roos. Satellieten observeerden de breuken die het oppervlak bereikten en de bijbehorende grondvervorming die zich uitstrekte over 100 kilometer in elke richting vanaf de breuk, terwijl een dicht netwerk van seismometers de seismische golven observeerde die door de aardbeving werden uitgestraald. Samen, deze gegevens stelden wetenschappers in staat een model te ontwikkelen voor het wegglijden van ondergrondse fouten en de relatie tussen de grote slipfouten en het aanzienlijke aantal kleine aardbevingen dat daarvoor plaatsvond, tussen, en na de twee grootste schokken.

"We zien eigenlijk dat de aardbeving van magnitude 6,4 tegelijkertijd breuken brak die haaks op elkaar stonden, wat verrassend is omdat standaardmodellen van rotswrijving dit als onwaarschijnlijk beschouwen, Ross zegt. "Het is opmerkelijk dat we dit detailniveau nu kunnen oplossen."

Ook opmerkelijk is dat de breuk slechts een paar kilometer voor de nabijgelegen Garlock Fault eindigde, die zich uitstrekt over meer dan 300 kilometer over Zuid-Californië aan de noordelijke grens van de Mojave-woestijn. De fout is de afgelopen 500 jaar relatief rustig geweest, maar de spanning die op de Garlock Fault werd uitgeoefend door de aardbeving in juli, zorgde ervoor dat deze begon te kruipen. Inderdaad, de breuk is sinds juli twee centimeter aan de oppervlakte gezakt, zeggen de wetenschappers.

De gebeurtenis, Roos zegt, illustreert hoe weinig we nog weten over aardbevingen. "Het zal mensen dwingen om goed na te denken over hoe we seismisch gevaar kwantificeren en of onze benadering van het definiëren van fouten moet veranderen, " zegt hij. "We kunnen niet zomaar aannemen dat de grootste breuken het seismische gevaar domineren als veel kleinere breuken zich kunnen verbinden om deze grote aardbevingen te veroorzaken. In de afgelopen eeuw is de grootste aardbevingen in Californië hebben waarschijnlijk meer op Ridgecrest geleken dan op de aardbeving in San Francisco in 1906, die was langs een enkele fout. Het wordt een bijna onhandelbaar probleem om elk mogelijk scenario van deze fouten samen te construeren - vooral als je bedenkt dat de fouten die scheurden tijdens de Ridgecrest-reeks in de eerste plaats niet in kaart waren gebracht."

De Science-paper is getiteld "Hiërarchische onderling vergrendelde orthogonale breuken in de 2019 Ridgecrest-aardbevingsreeks."