Rotssmeltende krachten die veel dieper in de aarde voorkomen dan eerder werd aangenomen, lijken trillingen langs een berucht deel van de San Andreas-breuk in Californië te veroorzaken, volgens nieuw USC-onderzoek dat helpt verklaren hoe aardbevingen gebeuren.

De studie uit het opkomende veld van aardbevingsfysica kijkt van onder naar boven naar de mechanica van de temblor, in plaats van van boven naar beneden, met een focus op ondergrondse rotsen, wrijving en vloeistoffen. Op het segment van de San Andreas-breuk bij Parkfield, Californië, ondergrondse excitaties - buiten de diepten waar aardbevingen doorgaans worden gecontroleerd - leiden tot instabiliteit die bij een aardbeving breekt.

"Het grootste deel van de seismische activiteit in Californië vindt zijn oorsprong in de eerste 10 mijl van de korst, maar sommige trillingen op de San Andreas-breuk vinden veel dieper plaats, zei Sylvain Barbot, universitair docent Aardwetenschappen aan het USC Dornsife College of Letters, Kunsten en Wetenschappen. "Waarom en hoe dit gebeurt, is grotendeels onbekend. We laten zien dat een diep deel van de San Andreas-breuk vaak breekt en de gastrotsen smelt, het genereren van deze abnormale seismische golven." De nieuw gepubliceerde studie verschijnt in: wetenschappelijke vooruitgang . barbot, de corresponderende auteur, werkte samen met Lifeng Wang van de China Earthquake Administration in China.

De bevindingen zijn belangrijk omdat ze bijdragen aan het langetermijndoel om te begrijpen hoe en waar aardbevingen waarschijnlijk zullen plaatsvinden, samen met de krachten die temblors veroorzaken. Een beter wetenschappelijk inzicht helpt bij het informeren van bouwcodes, openbare orde en voorbereiding op noodsituaties in door aardbevingen geteisterde gebieden zoals Californië. De bevindingen kunnen ook belangrijk zijn in technische toepassingen waarbij de temperatuur van gesteenten snel verandert, zoals door hydraulisch breken.

Parkfield werd gekozen omdat het een van de meest intensief bewaakte epicentra ter wereld is. De San Andreasbreuk snijdt langs de stad, en het wordt regelmatig gescheurd met aanzienlijke aardbevingen. Bevingen met een kracht van 6 hebben het Parkfield-gedeelte van de breuk met vrij regelmatige tussenpozen in 1857 doen schudden. 1881, 1901, 1922, 1934, 1966 en 2004, volgens de U.S. Geological Survey. Op grotere diepte, kleinere trillingen komen om de paar maanden voor. Dus wat gebeurt er diep in de aarde om de snelle herhaling van de aardbeving te verklaren?

Met behulp van wiskundige modellen en laboratoriumexperimenten met stenen, de wetenschappers voerden simulaties uit op basis van bewijs verzameld uit het gedeelte van de San Andreas Fault dat zich uitstrekte tot 56 mijl ten noorden van - en 26 mijl onder - Parkfield. Ze simuleerden de dynamiek van breukactiviteit in de diepe aarde over een periode van 300 jaar om een ​​breed scala aan breukgroottes en gedragingen te bestuderen.

De onderzoekers constateerden dat, nadat een grote aardbeving is afgelopen, de tektonische platen die bij de breukgrens samenkomen, zetten zich in een meeloop, kennismakingsfase. Voor een spreuk, ze glijden langs elkaar heen, een langzame slip die weinig verstoring aan het oppervlak veroorzaakt.

Maar deze harmonie logenstraft het brouwen van problemen. Geleidelijk, beweging over brokken graniet en kwarts, het fundament van de aarde, genereert warmte door wrijving. Naarmate de hitte toeneemt, de rotsblokken beginnen te veranderen. Wanneer wrijving temperaturen boven de 650 graden Fahrenheit duwt, de rotsblokken worden minder stevig en vloeibaarder. Ze beginnen meer te glijden, meer wrijving genereren, meer hitte en meer vloeistoffen totdat ze snel langs elkaar glijden - wat een aardbeving veroorzaakt.

"Net zoals we bij koud weer onze handen tegen elkaar wrijven om ze op te warmen, fouten worden warm als ze schuiven. De foutbewegingen kunnen worden veroorzaakt door grote temperatuurschommelingen, "Zei Barbot. "Dit kan een positieve feedback creëren waardoor ze nog sneller glijden, uiteindelijk het genereren van een aardbeving."

Het is een andere manier om naar de San Andreas-breuk te kijken. Wetenschappers richten zich meestal op beweging in de top van de aardkorst, anticiperend dat zijn beweging op zijn beurt de rotsen diep eronder opnieuw schudt. Voor deze studie is de wetenschappers bekeken het probleem van onder naar boven.

"Het is moeilijk om voorspellingen te doen, "Barbot voegde toe, "dus in plaats van alleen aardbevingen te voorspellen, we proberen alle verschillende soorten beweging in de grond te verklaren."