Thomas Dalton
0 
2329
482
Op 24 augustus 2014 scheurde een aardbeving door de Napa-Sonoma Valley in Noord-Californië. Het was de grootste in de San Francisco Bay Area in 25 jaar, waarbij twee doden en honderden gewonden achterbleven en schade veroorzaakte die een half miljard dollar kostte.
Toen Meredith Kraner, een geofysicus van de Universiteit van Nevada, uiterst nauwkeurige GPS-tijdreeksen uit de regio rond de aardbeving onderzocht, "vonden we deze echt interessante handtekening in de gegevens", vertelde ze: een veelbetekenend patroon van uitzetting en krimp in de Aardkorst. Nu in een studie die deze bevinding beschrijft in de Journal of Geophysical Research, onderzoeken Kraner en haar collega's ook of seizoensfluctuaties in lokale watervoerende lagen die cyclus van uitzetting en samentrekking kunnen verklaren, een fenomeen dat de aardbeving zelf had kunnen veroorzaken. [7 manieren waarop de aarde in een oogwenk verandert]
Aardbevingen doen zich voor wanneer de langzaam bewegende tektonische platen van de aarde plotseling tegen elkaar uitglijden, meestal als gevolg van een opeenhoping van stress die de twee destabiliseert. 'Het is net alsof je een stok breekt,' zei Kraner. "Als je eraan trekt en eraan trekt, zal het uiteindelijk een breekpunt bereiken."
Maar de fluctuaties in de aardkorst die Kraner waarnam, suggereerden dat er mogelijk een extra seizoenselement was dat dit proces op gang bracht. Ze identificeerde dit patroon door gegevens te verzamelen van Earthscope, een enorm netwerk van uiterst nauwkeurige GPS-sensoren verspreid over het aardbevingsgevoelige westen van de Verenigde Staten. Sinds 2005 registreren deze sensoren verschuivingen op millimeterschaal in de aardkorst en bouwen ze een enorme en gedetailleerde dataset op. Met behulp van deze informatie kon Kraner de uitzetting en krimp in de korst rond het aardbevingsgebied nauwkeurig in kaart brengen.
"De korst breidt zich uit tijdens de nazomer en krimpt in de winter. Dat zie je elk jaar op die locatie gebeuren", zei Kraner. "Onze theorie is dat deze seizoenscomponent de laatste druppel vormde voor deze aardbeving", vertelde Kraner .
Maar wat zat er achter deze ongebruikelijke seizoenscyclus, en hoe kan dit verband houden met de aardbeving? Nadat het team verschillende andere factoren had uitgesloten, "was het enige waar we aan konden denken dat het verband hield met een soort lokaal watervoerende laagsysteem", zei Kraner..
Om dat idee te testen, gebruikte Kraner satellietgegevens van de Napa-Sonoma-vallei, die merkbare seizoensveranderingen in de grondhoogte onthulden boven de gebieden waar aquiferbekkens bestaan. [Afbeeldingengalerij: de vernietigende aardbevingen van dit millennium]
Het is bekend dat stijgingen en dalingen van het grondwaterpeil ertoe kunnen leiden dat de hoogte van het aardoppervlak stijgt en daalt. Kraner heeft de waterhoeveelheid in deze bassins niet gemeten, maar ze vermoedde dat als het grondwaterpeil in de zomer daalt door een lage waterbeschikbaarheid, dat het land erboven zou doen zakken. Als dit gebeurt, trekt het aan de korst, trekt het horizontaal samen en 'strekt' of 'verlengt' het land rond de watervoerende laag..
Volgens deze logica zou, als aquiferbekkens aan weerszijden van de breuklijn zich terugtrekken, het land ook horizontaal aan weerszijden van de breuklijn samentrekken. (Inderdaad, de GPS-opnames in de gegevens van Kraner toonden een spreiding van 3 millimeter over het landschap in de zomer.) Zoals het losmaken van een klem, dat zou de stabiliserende druk op de breuk verminderen, waardoor het gemakkelijker wordt voor platen om tegen elkaar aan te schuiven en een aardbeving te veroorzaken , Legde Kraner uit: “De aardbeving vond plaats in dit expansionele / extensionele gebied tussen deze twee watervoerende lagen.”
Betekent dit dat door mensen aangedreven uitputting van watervoerende lagen dit proces in gang kan zetten en aardbevingen kan veroorzaken? Kraner waarschuwde dat de studie deze vraag niet kan beantwoorden. Toch wordt de regio gekenmerkt door waterslurpende wijngaarden die kunnen leiden tot samentrekking van het aardoppervlak in het gebied..
"Bovenop [de watervoerende lagen] heb je Californische wijnmakerijen. Ze pompen veel water op. We weten niet hoeveel," zei Kraner. En die afhankelijkheid van grondwater kan tijdens de droge zomermaanden en tijdens droogte toenemen. Maar Kraner merkte al snel op dat haar studie het watervolume of pompsnelheden niet meet rond de tijd van de aardbeving.
Grondwaterstanden fluctueren ook van nature, aangedreven door regen, verdamping en andere natuurlijke verschijnselen, zei ze.
Maar als de eerste studie om dit gelokaliseerde patroon van uitzetting en samentrekking in de aardkorst te identificeren, onthult Kraner's onderzoek op cruciale wijze dat seizoensstress een van de vele factoren kan zijn die aardbevingen kunnen veroorzaken. Het begrijpen van dit seizoensgebonden element zou wetenschappers op een dag kunnen helpen om rijkere en nauwkeurigere voorspellingen voor deze verschijnselen te maken, zei ze.
'Je voegt tijdafhankelijkheid toe aan de voorspelling van aardbevingen,' zei Kraner. "Dit is belangrijk om te begrijpen hoe aardbevingen worden veroorzaakt."
Noot van de redacteur: dit artikel is bijgewerkt om te vermelden dat in plaats van seismische opnames, zoals werd vermeld, de wetenschappers zeer nauwkeurige GPS-tijdreeksen onderzochten.
Origineel artikel over .