Ny forskning avslöjar att mystiska fickor med jordbävningsaktivitet i mitten av Nordamerika alla har en sak gemensamt:Jordskorpan i dessa zoner genomgick betydande deformation för hundratals miljoner år sedan, skapa svaga områden som är mer mottagliga för jordbävningar. Dessa sprickfunktioner kan hjälpa till att förklara varför vissa regioner i centrala och östra Nordamerika är mer seismiskt aktiva än andra.

Jordbävningar sker vanligtvis längs fellinjer, som Kaliforniens San Andreas -fel, där kanterna på jordens tektoniska plattor skrapar mot varandra, släpper ut tillräckligt med energi för att skaka marken. Viss seismisk aktivitet sker i mitten av tektoniska plattor, men dessa jordbävningar är i allmänhet slumpmässiga, förekommer sällan och är dåligt förstådda.

Men några platser inom den nordamerikanska tektoniska plattan - tusentals kilometer från plattans gränser - upplever jordbävningsaktivitet ofta.

Seismologer har hittat geologiska bevis på tidigare jordbävningar större än magnitud 7 i vissa regioner i östra USA och Kanada. Till exempel, från december 1811 till februari 1812, tre jordbävningar med storleks-7 skakade i sydöstra Missouri, slå ner träd, skadar hem och stör Mississippifloden.

Seismologer vet inte varför dessa jordbävningsfickor uppstår mitt på tektoniska plattor, men en ny studie tyder på att de händer på platser där jordskorpan upplevde gamla sprickhändelser ovanpå gamla, nedgrävda felledningar.

Det är viktigt att bättre förstå dessa seismiska zoner inom plattan eftersom jordbävningarna som är förknippade med dem har potential att göra stora skador, sa Christine Powell, en seismolog vid University of Memphis Center for Earthquake Research and Information in Memphis, Tennessee och medförfattare till den nya studien accepterad för publicering i Tectonics, en tidskrift för American Geophysical Union.

Medan Kaliforniens infrastruktur är byggd för att motstå stora skakningar, konstruktion i centrala och östra Nordamerika står normalt inte för starka jordbävningar. Om en jordbävning på magnitude 7 inträffade i den nordamerikanska tektoniska plattan idag, samhällen skulle drabbas av allvarliga skador och drabbas av miljarder skador på egendom, Sa Powell.

"Vi måste förstå så mycket vi kan om varför jordbävningarna är här, "sa hon." All den informationen kan sedan användas för att hjälpa allmän säkerhet och byggande. "

Vakna upp gamla fel

Seismologer vet att många seismiska zoner inom plattan överlappar med gamla fältlinjer. Men bara delar av gamla felledningar i centrala och östra Nordamerika visar ofta jordbävningsaktivitet. Till skillnad från Kalifornien, där jordbävningar inträffar längs hela San Andreas felstreck, Central- och östra Nordamerika upplever seismiska hicka på endast specifika segment av gamla fel. Resten av de inre nordamerikanska felen är seismiskt inaktiva.

I den nya studien, Powell och hennes medförfattare Bill Thomas, en emeritusprofessor i geologi vid University of Kentucky och nu vid Geological Survey of Alabama i Tuscaloosa, granskade de mest aktiva seismiska platserna i östra och centrala Nordamerika för att avgöra vilka geologiska egenskaper som kan vara involverade med jordbävningar inom plattan.

Thomas och Powell undersökte särskilt tre platser:Charlevoix Seismic Zone (CSZ) i sydöstra Kanada, Eastern Tennessee Seismic Zone (ETSZ), och New Madrid Seismic Zone (NMSZ) längs Mississippiflodalen mellan sydöstra Missouri och västra Tennessee. De undersökte de tre regionernas kända geologiska egenskaper och insåg snart att varje zon hade upplevt betydande sprickbildning jämfört med andra områden längs de gamla felen.

Forskarna menar att sprickhändelser från hundratals miljoner år sedan har minskat jordskorpans förmåga att klara höga stressnivåer i dessa regioner. Detta innebär att en svagare skorpa har en större chans att bryta under tryck från olika geologiska krafter, vilket resulterar i mer seismisk aktivitet.

Till exempel, för ungefär 357 miljoner år sedan, en stor meteor träffade Charlevoix seismiska zon, krossande stenar i skorpan, sannolikt skapar de perfekta förhållandena längs det gamla felet för att vara värd för framtida seismisk aktivitet, enligt forskarna.

"Du kan titta upp och ner resten av de långa felen och du ser inte jordbävningsaktiviteten på andra ställen. Det var precis där den stora meteoriten slog den, "Sa Powell.

En gammal felledning som löper genom Eastern Tennessee Seismic Zone är böjd istället för rak, vilket skapade ytterligare sprickbildning i området när den nordamerikanska plattan flyttade över tiden. New Madrid Seismic Zone omfattar ett segment av forntida fellinjer där de två sidorna av den nordamerikanska kontinenten började dra isär, men slutade med att göra en betydande paus. Tallrikarna kröp istället ihop igen, lämnar skorpan väsentligt felaktig och bruten.

I varje fall, skorpedeformation har försvagat skorpan längs gamla fellinjer, enligt forskarnas resultat.

Tidigare forskning har undersökt seismiska zoner inom plattan individuellt, men ingen studie har ännu gjort ett övergripande försök att förklara dem alla, Sa Thomas.

"Detta är den första [studien] som faktiskt svarar på frågan:varför händer [jordbävningszoner inom plattan] där de gör, "Sa Powell.

Forskarna påpekar att det finns andra platser i östra och centrala Nordamerika som kan ha koncentrerad skorpedeformation men saknar betydande seismisk aktivitet. Därför, de misstänker att skorpedeformation är nödvändig för att skapa seismiska zoner inom plattan, men jordbävningar inom plattan inträffar bara på platser med de rätta skorpkrafterna i dag.

"Om de olika krafterna som verkar på skorpan är orienterade i rätt riktning, dessa fel där nere kommer att återaktiveras, "Sa Powell.

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av bloggar om jord- och rymdvetenskap, värd för American Geophysical Union. Läs den ursprungliga historien här.