Wie Bash Erdbeben durch "Schleichenden" Fehler

Einige der größten und tödlichsten Erdbeben in den letzten Jahren getroffen, wo Erdbebengefährdung schätzt vorherzusagen nicht massive Erdbeben.

Ein detailliertes Computermodell des großen Erdbeben in Japan und Taiwan hilft zu erklären, warum.

Entgegen jahrzehntelanger geologische Weisheit können schleichende Fehler Segmente, gedacht, um reibungslos aneinander, vorbei schieben plötzlich einen anderen Modus während eines Erdbebens in das Modell findet. Anstatt als Barriere zu Bruch, verliert das schleichende Segment seinen Widerstand, am ehesten durch Reibungswärme.

"Diese Segmente sind, wo Erdbeben neigen würden, zu sterben,", sagte Nadia Lapusta, Professor für Geophysik und Maschinenbau am Caltech. "Aber während eines Erdbebens, Sie erzeugen Reibungswärme, genau wie wenn Sie sind die Hände reiben, und ändern Sie die Eigenschaften des Fehlers können", sagte sie OurAmazingPlanet.

Die Studie zeigt das mögliche Szenario in welche schleichenden Störung Segmente Bruch erscheint heute (Jan. 9) in der Zeitschrift Nature.

Erstellen von Wärme

Im geologischen Sprachgebrauch sind schleichende Fehler Rate zu stärken. Die Ankunft der Erdbeben-Slip (oder der Abstand entlang eines Fehlers) erhöht die Reibung zwischen beiden Seiten der Fehler, wodurch sie zum Verkleben und stoppen eine Beschleunigung Beben aus, die durch. [Die 10 größten Erdbeben in der Geschichte]

Sondern mit plötzlichen Heizung, wie z. B. die Reibung von einem Erdbeben Flüssigkeiten in die pulverisierten Mineralien entlang der Verwerfungszone können einen schleichenden Fehler auf Tarif-Schwächung, Lapusta sagte. Dies bedeutet, dass die Erdbeben-Slip dynamisch die Schuld schwächt, wie es bewegt sich entlang der Fraktur. Und wenn Fehler im Satz Schwächung Modus handeln, sie erzeugen Erdbeben.

Das Modell erklärt rätselhafte Beobachtungen aus der Stärke 9.0 Tohoku Erdbeben, die Japan im Jahr 2011 sowie das 1999 Chi-Chi Erdbeben in Taiwan geschlagen, sagte Lapusta.

Japans verheerende Tsunami ausgelöst wurde, durch die Schuld extrem großen Offset – etwa 165 Fuß (50 Meter) in geringer Tiefe auf der Subduktionszone, wo das Erdbeben am 11. März 2011. Eine Subduktionszone ist, wo zwei der tektonischen Platten der Erde treffen und man gleitet unter den anderen.

Aber es gab weniger Schuld Versatz tiefer in der Subduktionszone. Dieses tiefe Segment produziert höherfrequenten schütteln auch schneller als die flachen Segment erreicht seine maximale Energiefreisetzung.

Die zeitliche Verzögerung zwischen den tiefen und flachen Schuld Segmenten durch das Erdbeben Schlupf zwingt seinen Weg in eine schleichende Fehler war, schlägt das Modell. Das Erdbeben hatte seinen Weg durch über Reibungswärme bash.

"Als das Erdbeben hier in unserem Modell eindrang, es begann zu sterben, aber dann es überlebt aufgrund dynamischer Schwächung. Es ist so, wie wir in Tohoku zu beobachten", sagte Lapusta. "Es ist kein Beweis, aber es ist eine indirekte Bestätigung, dass dieses Modell was passiert sein könnte."

Gefahr zu unterschätzen

Das neue Modell schlägt schleichende Fehler Segmente haben einige Wissenschaftler in ein falsches Gefühl der Sicherheit wiegen.

"Wir haben gefunden, dass eine plausible physikalische Erklärung, wie diese stabile Segmente große seismische Ereignisse, unterstützen kann, so dass der seismischen Gefährdung als erwartet in einigen Bereichen größer sein können", sagte Lapusta, die Erstellung des Modells mit Kollegen Hiroyuki Noda der Japan Agentur für Marine-Earth Science and Technology in Yokohama.

Der kurze Erdbeben-Datensatz ist mitverantwortlich für die Aufsicht: seismische Überwachung nur ein Jahrhundert zurückgeht. Suche nach älteren Beweis erfordert Ausheben von Gräben in den Boden oder Bohren von Bohrlöchern in den Meeresboden, wo Sedimentschichten Hauch von vergangenen Temblors zu bewahren.

Schlechte Annahmen können aber auch sein Verschulden. In den vergangenen Jahrzehnten Forscher in der Regel angenommen Störungen charakteristischen, wiederholbare Erdbeben hatte deren Größe von der Geschwindigkeit-Platte der tektonischen Platten der Erde als sie smash ineinander bestimmt war. In Parkfield, Kalifornien, wo zwei tektonischen Erdplatten aneinander vorbei entlang der San-Andreas-Verwerfung gleiten, festgestellt Wissenschaftler, dass ein Segment der San Andreas es Erdbeben bei durchschnittlich alle 22 Jahre erlebt. Damit sie die Region mit Überwachungseinrichtungen verdrahtet und fünf warteten, hatte 10, dann 20 Jahre vor Parkfield endlich seine Beben im Jahr 2004.

Die Idee der konsistentes Verhalten bei Fehlern ist ansprechend, weil Prognose Erdbeben wesentlich erleichtert. Aber kann es zu Unterschätzungen der Erdbebengefährdung, Geologen Chris Goldfinger der Oregon State University schreibt in der 7 Januar Ausgabe des Magazins der Erde führen.

Experten hatten vorhergesagt, war das wahrscheinliche größte Beben für die Tohoku-Region eine Magnitude 8,4. Während noch ein gewaltiges Erdbeben das ist acht Mal schwächer als das Beben, das zuschlagen. Die Schätzung basiert auf den letzten 100 Jahren der Beben in der Gegend und Studien der aktuellen seismischer Belastung stammen aus GPS-Messungen. Einige Forscher entfielen prähistorischen Tsunami Datensätzen, z. B. die 869 Jogan Superquake, die einen so groß wie die Tohoku Tsunami hergestellt. [In Bildern: Japan Erdbeben & Tsunami]

Langfristige Zyklen

Superquakes wie Sie in Japan (und 2004 Sumatra quake), und neuere Studien von Sediment Aufzeichnungen der letzten Erdbeben in Washington und Kalifornien, zeigen Erdbeben Muster auf langfristige Zyklen variieren.

Einige Erdbeben können kleiner sein und schlagen immer öfter als erwartet. Und massive Erdbeben, größer als Beweis für einen bestimmten Fehler, prognostiziert sind ebenfalls möglich.

Lapusta und Noda Modell zeigt eine Möglichkeit, wie diese massive, unerwarteten Erdbeben auftreten können.

"Es zu stoppen und Sie denken," sagte Paul Segall, eine Stanford-Professor für Geophysik, die nicht an der Studie beteiligt war. "Hat diese Idee in meinem Kopf für eine Weile gewesen, dass Sie dynamische Schwächung in diesen Bereichen haben könnte, die nominell stabil sind, und sie haben fantastische Arbeit geleistet," sagte er OurAmazingPlanet, unter Bezugnahme auf Lapusta und ihr Team. "sie sind die ersten Menschen, die sorgfältige und detaillierte Berechnungen zeigen, dass dies geschehen konnte."

Die große Frage ist, ob was passiert bei Tohoku an andere schleichende Fehler, wie z. B. der Cascadia-Subduktionszone vor Washington und Oregon und das Mittelstück der San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien, wiederholen kann, sagte Segall. Ein Erdbeben, die die schleichende Abschnitte entweder Schuld enthalten wäre ein Albtraum-Szenario für die Westküste.

"Ich glaube, der einzige Weg, wir gehen, um dies zu beantworten ist, zu betrachten, die geologischen Beweise der letzten Slip," sagte Segall.

Blick in die Vergangenheit

Historische Konten gesammelt von Geologen Kerry Sieh von der Earth Observatory Institute of Singapore empfehlen 1857 Fort Tejon Erdbeben, das letzte große San-Andreas-Verwerfung Erdbeben in Südkalifornien, gebrochen durch die schleichende San Andreas-Segment.

Der San-Andreas-Verwerfung variiert seinen Slip aus Erdbeben, Erdbeben in der Carrizo Plain, in der Nähe von der schleichenden Segment Geologen Nathan Toke von Utah Valley University und Ramon Arrowsmith der Arizona State University vor kurzem entdeckt. Dies deutet an, dass die Störung kann einen Variable Zyklus zu folgen. Sie sind jetzt auf der Suche nach Nachweis der letzten Erdbeben auf dem schleichenden Segment.

Auf der Cascadia-Subduktionszone zeigen Sedimente auf dem Meeresboden, dass ein Erdbeben im Jahre 1700 war der jüngste in der Gegend, aber nicht das größte. Die größte Veranstaltung vor etwa 5.800 Jahren getroffen, und dreimal die Energie des Shakers 1700 gehabt haben kann, fand Goldfinger und Kollegen von der Oregon State University.

Wie Forscher mehr Daten über vergangene Fehler Verhalten und die Eigenschaften von Fehlern zu sammeln, sagte Modellierer erhalten besser auf die Vorhersage Fehler Verhalten, Lapusta.

"Wie halten wir erkunden, können wir diese Messungen in Modelle wie der unsrigen und halten Sie erforschen, was passiert," sagte Lapusta.

Erreichen Becky Oskin am [email protected]. Ihr auf Twitter folgen @beckyoskin. OurAmazingPlanet auf Twitter folgen @OAPlanet. Wir sind auch auf Facebook und Google +.