Peste un milion de mici cutremure au fost dezvăluite în California de Sud

Între „cele mari”, milioane de cutremure mici, nedetectate, răsună prin pământ. Acum, un nou studiu descoperă o valoare de un deceniu de astfel de cutremure „ascunse” în California de Sud, crescând de zece ori numărul de cutremure înregistrate în regiune. Astfel de date despre cutremur ar putea zgudui ceea ce se știe despre cum se nasc temblorii sub pământ și despre modul în care pot interacționa și declanșa unul pe altul, raportează cercetătorii online, 18 aprilie, în Ştiinţăe.

Cercetătorii au folosit o tehnică numită potrivire șablon pentru a extrage o arhivă existentă de cutremure, înregistrate de seismometre și alte instrumente din regiune din 2008 până în 2017. Echipa căuta cutremure de o magnitudine atât de mică încât semnalele lor erau anterior prea mici pentru a fi separate. din zgomot. Rezultatele au crescut numărul de cutremure din arhiva rețelei seismice din California de Sud la 1,8 milioane.

Analizele statistice care utilizează această bogăție de date noi ar putea ajuta cercetătorii să găsească informații despre activitatea seismică care nu ar fi fost posibile anterior. „Nu poți face statistici cu numere mici”, spune Emily Brodsky, seismolog la Universitatea din California, Santa Cruz, care nu a fost implicată în noul studiu.

Ea compară utilitatea micilor cutremure cu cea a muștelor de fructe: sunt ca niște organisme modele de laborator mici, dar abundente. Cu populații mari – fie că sunt muștele de fructe sau cutremurele – puteți afla ce este robust și ce este un accident; separarea celor două este o problemă cronică în studiile cutremurelor, spune Brodsky.

Roi declanșat

O zonă mai largă a Pământului a bubuit cu replici declanșate de cutremurul El Mayor-Cucapah din 2010 din Baja California, chiar la sud de granița dintre SUA și Mexic, decât se credea. Arhiva originală a cutremurelor (stânga) a arătat replici până la 175 de kilometri de epicentru. O nouă analiză (dreapta) dezvăluie mici cutremure de până la 275 de kilometri distanță, declanșate de șocul principal, crescând numărul de replici înregistrate cu 142% (punctele roșii indică o seismicitate peste medie). Aceasta sugerează că schimbările de stres pe faliile din apropiere nu sunt singurele moduri în care cutremurele interacționează. Alte schimbări subtile, cum ar fi schimbările presiunii fluidului în apropierea marginilor zonei de defect, ar putea fi responsabile pentru modul în care un cutremur poate declanșa altul.

Cercetătorii au bănuit de mult timp că au existat mici tremurări. În 1944, oamenii de știință au observat o relație deosebită între magnitudinea și frecvența cutremurelor: pentru fiecare unitate de creștere a magnitudinii, există de 10 ori mai puține cutremure. Asta înseamnă că marea majoritate a cutremurelor sunt mici. De fapt, este dificil să distingem multe dintre ele de alte surse de tremurături înregistrate de seismometre.

„Aceste instrumente sunt incredibil de sensibile”, spune coautorul studiului Zachary Ross, seismolog la Caltech. „Ei înregistrează vibrațiile de construcție, vehicule, trenuri, trafic aerian, zgomote oceanice de la valuri.” Aceste surse de zgomot produc unde cu amplitudini similare cu cele ale cutremurelor cu magnitudini chiar peste zero, spune el.

Potrivirea șablonului, propusă pentru prima dată acum 15 ani, separă semnalele de cutremur de tot acel zgomot. Oamenii de știință iau mai întâi datele existente pentru un cutremur mai mare care a avut loc într-o zonă de defect. Seria de mișcări înregistrate de un seismometru ca urmare a unui cutremur dat pe o anumită falie urmează un model la fel de distinct ca o amprentă digitală, deoarece valurile sunt modificate într-un mod special de rocile prin care trec în subteran. Un alt cutremur care se produce pe aceeași falie va urma același model – chiar dacă este mult, mult mai mic.

„Căutăm ceva care are o formă de undă aproape identică”, spune Ross. Studiile anterioare au folosit această tehnică într-un mod limitat, evidențiind, de exemplu, micile replici de la un cutremur mare. Dar noul studiu este primul care preia o întreagă bază de date seismică regională.

Proiectul intensiv de calcul a durat trei ani. Dar recompensele merită, spune Ross. De exemplu, noul catalog completează golurile dintre cutremure mai mari, care dezvăluie cum acele evenimente aparent fără legătură ar putea să nu fie atât de lipsite de legătură până la urmă.

„Începem să completăm povestea despre interacțiunile dintre aceste evenimente”, spune Ross. Aceasta include nu numai observarea modului în care cutremure s-ar putea concentra în spațiu și timp, ci și observarea micilor șocuri care ar putea precede un cutremur mai mare. Din asta, spune el, oamenii de știință ar putea să deducă ceva despre fizica nucleării cutremurelor – cum s-a născut un anumit temblor.

Brodsky notează, de asemenea, că descoperirea tuturor acestor date ascunse ar putea avea un impact mare atunci când vine vorba de legarea activităților umane cu cutremure, cum ar fi cutremurul cu magnitudinea 5,5 care a lovit Pohang, Coreea de Sud, în 2017 (SN: 26.5.18, str. 8). În martie, o comisie guvernamentală a stabilit că seismul a fost declanșat de o centrală geotermală care injecta apă în subteran.

„Argumentele pentru a stabili dacă ceva este indus de om sau nu se învârte în jurul timpului și locației”, spune ea. „Chestia este că de multe ori există o întârziere, astfel încât momentul devine ambiguu.” A putea vedea dacă o întârziere aparentă între activitățile umane și un temur mare este de fapt plină de mici cutremure – poate dezvălui un proces continuu – ar putea schimba jocul.