In complexe storingszones, meerdere schijnbaar niet-verbonden fouten kunnen mogelijk tegelijk scheuren, vergroot de kans op een grote schadelijke aardbeving. Recente aardbevingen, waaronder de Landers van 1992, 1999 Hector Mine en 2019 Ridgecrest aardbevingen in Californië, onder andere, op deze manier gescheurd. Maar hoe kunnen seismologen voorspellen of afzonderlijke breuksegmenten tijdens een seismische gebeurtenis kunnen worden verbonden en samen scheuren?

Een manier zou kunnen zijn om te zoeken naar aanwijzingen dat de segmenten onder het oppervlak met elkaar zijn verbonden, volgens David Oglesby, een onderzoeker aan de Universiteit van Californië, Rivieroever. Zijn studie gepubliceerd in de Bulletin van de Seismologische Vereniging van Amerika suggereert dat het patroon van slipverdelingen op breuksegmenten kan aangeven of segmenten die door een opening aan het oppervlak worden gescheiden, binnen enkele kilometers van het aardoppervlak zijn verbonden.

En in een tweede artikel gepubliceerd in BSSA, Hui Wang van de Chinese Earthquake Administration en collega's concluderen dat een breuk langs een oversteekfout, waar parallelle breuksegmenten elkaar overlappen in de richting van een breuk, zou kunnen "springen" over een grotere opening tussen de breuksegmenten dan eerder werd gedacht.

In beide gevallen, het maken van de verbinding tussen breuksegmenten kan een aanzienlijke impact hebben op het beoordelen van seismische gevaren voor een regio. "De potentiële maximale breuklengte, vandaar de maximale magnitude [van een aardbeving], is een belangrijke parameter voor het beoordelen van seismische gevaren, " zei Mian Liu van de Universiteit van Missouri-Columbia, een co-auteur van de Wang-studie.

"De details van connectiviteit kunnen een bepalende invloed hebben op het feit of je een grote aardbeving krijgt die over wat lijkt op meerdere breuksegmenten springt of een kleine aardbeving die op een klein segment blijft, ' zei Oglesby.

Oglesby begon na te denken over dit probleem van het onderscheiden van verbindingen op diepte na een conferentie waar een van de sprekers suggereerde dat volledig losgekoppelde fouten andere slippatronen zouden hebben dan fouten die op diepte zijn verbonden. Modellering die keek naar slipdistributie - in het algemeen, waar slip optreedt langs een fout - kan handig zijn, hij dacht.

In zijn 3D dynamische breukmodellering van breuksegmenten die zijn losgekoppeld door gaten, Oglesby keek in het bijzonder naar hoe snel de slip tot nul vervalt aan de rand van een breuksegment op het oppervlak. Neemt de hoeveelheid slip geleidelijk af naar nul aan de rand, of daalt het snel tot nul?

De modellen suggereren dat "alle dingen gelijk zijn, als een storing aan de oppervlakte lijkt te zijn losgekoppeld, maar op relatief geringe diepte is aangesloten, dan zal de slip typisch zeer snel vervallen tot nul aan de rand van het breuksegment, ' zei Oglesby.

Ondiepe diepte betekent in dit geval dat de segmenten ongeveer 1 tot 2 kilometer (0,6 tot 1,2 mijl) onder het oppervlak zijn verbonden, hij merkte. Als de storing volledig losgekoppeld blijft of dieper dan 1 tot 2 kilometer is aangesloten, "dan vervalt de slip niet zo snel tot nul aan de rand van het oppervlaktefoutsegment, "Oglesby legde uit, omdat de diepere verbinding te ver weg is om een ​​sterk effect te hebben op de oppervlakteslipverdeling.

Oglesby benadrukte dat zijn modellen vereenvoudigd zijn, en houd geen rekening met andere factoren zoals de hoge spanning en spanning en mogelijke rotsbreuk rond de randen van breuksegmenten. "En alleen omdat je dit snelle verval krijgt, het betekent niet noodzakelijk dat [een fout] op diepte is verbonden, " merkte hij op. "Er zijn veel factoren die foutslip beïnvloeden. Het is een aanwijzing, maar geen rokend pistool."

In hun modelstudie Wang en collega's hebben nader bekeken welke factoren de sprong van een breuk tussen parallelle foutsegmenten in een stepover-systeem kunnen beïnvloeden. Ze werden ingegeven door gebeurtenissen zoals de Kaikoura van 7,8 op de schaal van Richter in 2016, Nieuw-Zeeland, aardbeving, waar breuk sprong tussen bijna parallelle breuksegmenten maar liefst 15 tot 20 kilometer uit elkaar.

De onderzoekers ontdekten dat door de achtergrondeffecten van veranderingen in stress bij een overstap op te nemen, breuken kunnen over een grotere ruimte springen dan de 5 kilometer (ongeveer 3,1 mijl) die door sommige eerdere studies werd voorspeld.

De modellen van Wang en collega's suggereren in plaats daarvan dat een breuk meer dan 15 kilometer (9,3 mijl) kan springen bij een loslatende of verlengde overstap, of 7 kilometer (4,3 mijl) in een beperkende of compressieve stepover-fout.

Hun modellen combineren gegevens over veranderingen in tektonische spanning op lange termijn met veranderingen in spanning die worden voorspeld door modellen voor breukdynamische breuken, geeft een vollediger beeld van spanningsveranderingen langs een breuk over een tijdschaal van zowel miljoenen jaren als een paar seconden. "We realiseerden ons dat we deze verschillende foutmodellen moesten overbruggen om foutmechanica beter te begrijpen, " zei Liu.

Liu waarschuwde ook dat hun modellen slechts één aspect van complexe foutgeometrie meten. "Hoewel veel factoren kunnen bijdragen aan de verspreiding van breuken over stepovers, de stapbreedte is misschien wel een van de gemakkelijkst te meten, dus hopelijk zouden onze resultaten leiden tot meer studies en een beter begrip van complexe foutsystemen."