Een nieuwe studie wees uit dat over het hoofd gezien tsunami-gevaren in verband met onderzeese, near-shore strike-slip fouten, vooral voor kuststeden die grenzen aan breuken die door baaien in het binnenland lopen. Verschillende gebieden over de hele wereld kunnen in deze categorie vallen, inclusief de San Francisco Bay area, Izmit Bay in Turkije en de Golf van Al-Aqaba in Egypte.

De studie onder leiding van de University of Illinois Urbana-Champaign professor civiele en milieutechniek Ahmed Elbanna en professor Ares Rosakis van het California Institute of Technology gebruikten de Blue Waters-supercomputer van het National Center for Supercomputing Applications om tsunami-gevaren te modelleren die verband houden met strike-slip-fouten rond de wereldbol. De resultaten worden gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

"Telkens wanneer we grote tsunami's zagen veroorzaakt door aardbevingen langs strike-slip fouten, mensen gingen ervan uit dat de aardbeving misschien een onderzeese aardverschuiving had veroorzaakt, water verplaatsen op die manier, ' zei Rosakis.

De onderzoekers zeiden dat er een strike-slip-fout bestaat wanneer twee blokken steen op de breuklijn horizontaal langs elkaar schuiven. De San Andreas Fault is een voorbeeld van een strike-slip fout.

In september 2018, een matige aardbeving van 7,5 op de schaal van Richter en een onverwacht krachtige tsunami teisterden Palu, een stad gelegen aan de binnenzijde van Palu Bay op het Indonesische eiland Sulawesi. De beving deed zich voor langs een noordwest-zuidoost trending strike-slip fout die door de stad loopt en onder de baai stort langs de noordwestkust van Palu.

"Het leek alsof er een bulldozer was binnengekomen en de stad met de grond gelijk had gemaakt, " zei co-auteur Costas Synolakis, de president van het Athens College en een professor in civiele techniek aan de Universiteit van Zuid-Californië, die het gebied onderzochten na de verwoestende gebeurtenis. "Daarom is het zo belangrijk dat we proberen te begrijpen wat er echt is gebeurd."

Er zijn studies die verbanden onderzoeken tussen strike-slip faulting en tsunami's. Echter, ze richten zich op specifieke foutsystemen of geografische locaties, het verduisteren van de complexe details van de foutgeometrie en bathymetrie, de onderzoeksrapporten.

"Het unieke aan ons onderzoek is dat in plaats van een locatiespecifiek evenement te overwegen, we hebben ons gericht op de fundamenten van een strike-slip-foutsysteem dat interageert binnen de grenzen van een smalle baai, "Zei Elbanna. "We hebben ervoor gekozen om een ​​zeer eenvoudige vlakke breuk te simuleren die door een zeer vereenvoudigde baai met gladde bodem gaat, vergelijkbaar met een badkuip. Met dit vereenvoudigde basismodel kunnen we generaliseren naar elke plek op de planeet die mogelijk gevaar loopt."

Intersonische aardbevingen zijn breuken die zo snel optreden dat hun beweging de seismische afschuifgolven die ze genereren overtreft - zoals een sonische knal, maar met de schokgolf die door de aardkorst beweegt. Uit de simulaties bleek dat intersonische aardbevingen voldoende energie en voldoende grote horizontale verplaatsingen kunnen leveren om grote tsunami-golven te veroorzaken.

Wanneer zulke aardbevingen plaatsvinden in een smalle baai, de onderzoekers rapporteerden drie verschillende fasen die tot een tsunami kunnen leiden:de initiële breukbeweging en schokgolf die bijna onmiddellijk schudden van het kustland veroorzaakt; de verplaatsing van water terwijl de aardbeving plaatsvindt; en door zwaartekracht aangedreven beweging van de tsunami-golf nadat de grondbeweging is afgenomen die de golf naar de kust voert.

"Elk van deze fasen zal een ander effect hebben, afhankelijk van de unieke geografie van het omringende land en de diepte van de baai, ' zei Elbanna. 'En, in tegenstelling tot de aardbevingen en daaropvolgende waterverplaatsingen die vele kilometers uit de kust plaatsvinden, een aardbeving en tsunami die plaatsvinden binnen de nauwe grenzen van een baai, zullen de kust heel weinig waarschuwingstijd geven."

Elbanna vergelijkt het effect van horizontale slag-slip foutverplaatsingen met het vasthouden van een waterbeker in je hand en het horizontaal schudden.

"De klotsende beweging is het resultaat van het horizontale schudden. Wanneer een aardbeving plaatsvindt langs een strike-slip fout in een smalle baai, de horizontale grondbeweging duwt en trekt de grenzen van de baai, wat leidt tot verplaatsing van water in verticale richting en het begin van de tsunami, " hij zei.

"Het op fysica gebaseerde model dat in deze studie wordt gebruikt, biedt kritisch inzicht in het gevaar dat gepaard gaat met strike-slip breuken, bijzonder, de noodzaak om rekening te houden met een dergelijk risico om toekomstige schade aan andere baaien die worden doorkruist door strike-slip fouten te beperken, " zei Mohamed Abdelmeguid, afgestudeerde student uit Illinois, die de simulaties uitvoerde samen met voormalig afgestudeerde student Xiao Ma, momenteel senior onderzoeker bij Exxon Mobil.

De door het team geïdentificeerde risicogebieden:Noord-Californië, Turkije en Egypte hebben in het verleden intersonische aardbevingen meegemaakt, en de onderzoekers raden aan om de tsunami-gevaarclassificatie van onderwater-staking-slipfouten opnieuw te bekijken, vooral degenen die smalle baaien doorkruisen.

"Het lijkt misschien niet op de tsunami-scène uit de film "San Andreas" van Dwayne Johnson, maar het tsunami-risico voor Noord-Californië en verschillende plaatsen wereldwijd moet serieus worden herzien, ' zei Elbanna.