Nazca-plattan trycker från väst mot den sydamerikanska plattan med 66 mm/år, bygger därmed upp ett enormt tryck som släpps ut genom enorma jordbävningar. Kredit:M. Moreno et al./GFZ
Forskare har föreslagit en mekanism som förklarar den största jordbävningen någonsin och hur mer än 50 år senare, en annan stor jordbävning i samma region släppte en del av den stress som byggts upp. Vattentrycket under jord spelar en avgörande roll i båda fallen.
Jordbävningen 2016 Mw 7,6 i södra Chile var den första stora jordbävningen som inträffade inom brottgränserna för den stora 1960 Mw 9,5 Valdivia-jordbävningen, den största som någonsin observerats under historisk tid. Med hjälp av GPS, InSAR, allvar, seismisk reflektion, och geologiska data, Marcos Moreno och kollegor från GFZ såväl som Chile visar att jordbävningen 2016 inträffade vid den djupa gränsen av en ihållande ojämnhet på gränssnittet mellan den subducerande Nazca och de överordnade sydamerikanska plattorna, där båda plattorna är kopplade och inte glider förbi varandra trots den höga konvergenshastigheten på 68 mm/år. Denna osäkerhet bröts under jordbävningen i Chile 1960 b har sedan dess läkt och återhämtat sig.
Deras studie, publiceras i Naturgeovetenskap , presenterar en mekanisk modell där de högsta spänningarna gradvis ackumuleras i den djupare kanten av en sådan ojämnhet. Evenemanget 2016 släppte dessa höga påfrestningar. Beroende på friktionsparametrarna för asperiteten och det djupare segmentet av plattans gränssnitt, modellen förutsäger feltiderna för de djupare och grundare delarna av gränssnittet.
Enligt denna modell, det grundare felet är representativt för en stor händelse (1960-klass) och den djupare händelsen representerar en stor jordbävning (2016-klass). Med tanke på fördröjningen på 56 år sedan händelsen 1960, modellen antyder att vätsketrycket (d.v.s. till stor del vatten) vid plattgränssnittszonen är nära litostatiskt vid den djupare gränsytan och är något lägre vid den grundare gränsytan. Om vattentrycket vid plattgränssnittszonen blir lika högt som trycket i den överliggande bergpelaren, styrkan på stenarna vid plattgränssnittet blir praktiskt taget noll – en effekt som liknar vattenplaning kommer att initiera och så småningom utlösa en jordbävning. Det föreslås att utvecklingen av denna modelleringsstrategi skulle kunna möjliggöra uppskattning av kritiska feltrösklar för andra kartlagda subduktionsskillnader där subduktions- och överstyrningsplattor för närvarande är låsta.
Nazca-plattan kryper under den sydamerikanska plattan. Båda skorpplattorna är låsta. Beroende på vattentrycket på olika djup, halka inträffar med potentiellt förödande effekter. Kredit:M. Moreno et al./GFZ