Een natuurlijk voorkomende injectie van ondergrondse vloeistoffen dreef een vier jaar durende aardbevingszwerm in de buurt van Cahuilla, Californië, volgens een nieuwe seismologische studie die gebruik maakt van de vooruitgang in het monitoren van aardbevingen met een machine-learning algoritme. In tegenstelling tot mainshock/aftershock sequenties, waar een grote aardbeving wordt gevolgd door vele kleinere naschokken, zwermen hebben meestal geen enkele opvallende gebeurtenis.

De studie, die op 19 juni in het tijdschrift wordt gepubliceerd Wetenschap , illustreert een evoluerend begrip van hoe breukarchitectuur aardbevingspatronen regelt. "Vroeger dachten we aan fouten meer in termen van twee dimensies:als gigantische scheuren die zich uitstrekken in de aarde, " zegt Zachary Ross, assistent-professor geofysica en hoofdauteur van de Wetenschap papier. "Wat we leren, is dat je de fout in drie dimensies echt moet begrijpen om een ​​duidelijk beeld te krijgen van waarom aardbevingszwermen voorkomen."

De Cahuilla-zwerm, zoals het bekend is, is een reeks kleine aardbevingen die plaatsvonden tussen 2016 en 2019 in de buurt van de berg San Jacinto in Zuid-Californië. Om beter te begrijpen wat het trillen veroorzaakte, Ross en collega's van Caltech, de United States Geological Survey (USGS), en de Universiteit van Texas in Austin gebruikte algoritmen voor het detecteren van aardbevingen met diepe neurale netwerken om een ​​zeer gedetailleerde catalogus van meer dan 22 te produceren, 000 seismische gebeurtenissen in het gebied variërend in magnitude van 0,7 tot 4,4.

Wanneer gecompileerd, de catalogus onthulde een complexe maar smalle breukzone, slechts 50 meter breed met steile bochten in profiel bekeken. Het plotten van die curven, Roos zegt, was cruciaal om de reden voor de jaren van regelmatige seismische activiteit te begrijpen.

Typisch, van fouten wordt gedacht dat ze ofwel fungeren als leidingen voor of barrières voor de stroom van ondergrondse vloeistoffen, afhankelijk van hun oriëntatie op de stroomrichting. Hoewel het onderzoek van Ross dat in het algemeen ondersteunt, hij en zijn collega's ontdekten dat de architectuur van de fout complexe omstandigheden creëerde voor ondergrondse vloeistoffen die erin stromen.

De onderzoekers merkten op dat de breukzone golvende ondergrondse kanalen bevatte die verbonden waren met een ondergronds vloeistofreservoir dat aanvankelijk was afgesloten van de breuk. Toen dat zegel brak, vloeistoffen werden in de breukzone geïnjecteerd en door de kanalen verspreid, aardbevingen veroorzaken. Dit natuurlijke injectieproces duurde ongeveer vier jaar, het team gevonden.

"Deze observaties brengen ons dichter bij het geven van concrete verklaringen voor hoe en waarom aardbevingszwermen beginnen, groeien, en beëindigen, ' zegt Roos.

Volgende, het team is van plan om voort te bouwen op deze nieuwe inzichten en de rol van dit soort processen in heel Zuid-Californië te karakteriseren.

De studie is getiteld "3D-foutarchitectuur regelt de dynamiek van aardbevingszwermen."