Jordbävningen i Iniskin 2016 (magnitut 7,1) som skakade Anchorage, Alaska, fångades av seismometrarna i EarthScope Transportable Array. Denna data hjälper Geoff Abers, en professor vid Cornell Universitys institution för jord- och atmosfärsvetenskap, och Michael Mann, en doktorand i sin grupp, utforska svar för att fylla avgörande luckor i förståelsen av jordbävningar inom platta. Deras arbete kan ge inblick i den 30 november, Jordbävning med magnitud 7,0 2018 nära Anchorage. Det kan också bidra till att förbättra riskbedömningarna för jordbävningar i framtiden.

Jordbävningar inom platta inträffar vanligtvis djupt i jorden, inom tektoniska plattor som går ner i manteln vid subduktionszoner. Eftersom de är så djupa, jordbävningar inom platta kan vara av stor magnitud och kännas över ett brett område; dock, de uppvisar vanligtvis inte stark seismisk vågacceleration eller markrörelse eftersom felet som orsakar jordbävningen är djupt. Iniskin var annorlunda.

Iniskin jordbävningen har sitt ursprung i Stillahavsplattan, som långsamt tvingas under den nordamerikanska plattan. "Iniskin-jordbävningen var 125 km djup, men orsakade en mycket hög markrörelse som kändes och spelades in i Anchorage, och i synnerhet där det finns ett tätt nätverk av accelerometrar. När det inträffade 2016 var det faktiskt den starkaste markskakningen i Anchorage sedan den stora jordbävningen 1964 som förstörde halva staden, " sa Abers i början av november, före den skadliga jordbävningen den 30 november. Jordbävningen i Iniskin var mer än 270 km från Anchorage.

Jordbävningen med magnituden 7,0 som inträffade den 30 november var också en jordbävning inom den subducerande Stillahavsplattan, men det var bara 44 km djupt och bara några miles från Anchorage. Det orsakade omfattande skador, och medan inledande data fortfarande bearbetas, den tjänar som en påminnelse om faran som denna typ av jordbävning utgör.

Jordbävningen i Iniskin gav ett utmärkt tillfälle att studera mekaniken i en jordbävning inom platta, och hur lokal geologi dramatiskt kan förändra jordbävningens effekter. Jordbävningen i Iniskin rasslade i Anchorage kort efter att seismometrar från EarthScopes Transportable Array installerades i södra centrala Alaska. The Transportable Array består av hundratals seismiska stationer utplacerade i ett rutnät; den har sprungit sig vartannat år över delar av kontinenten i mer än ett decennium och är för närvarande i Alaska. Rutnätet, med ett avstånd på ca 85 km, täcker Alaska från sydöstra panhandle till North Slope.

"Vi kan bara göra den här studien eftersom Transportable Array installerade hög kvalitet, toppmoderna instrument på många annars otillgängliga platser, " sa Mann.

"Vi har vetat en tid att du ibland får stora jordbävningar inom plattan och det har funnits en oro för att de är underrepresenterade globalt i riskberäkningar på de platser i världen där de inträffar. Så det här är ett tillfälle att fördjupa sig lite djupare för att försöka förstå vad som pågick här, " sa Abers.

Vad orsakade en sådan oväntad rörelse från jordbävningen i Iniskin? Abers och Mann tror att det finns två möjliga faktorer baserade på lokal geologi:en är manteltemperaturen som de seismiska vågorna reser genom för att nå ytan, och en annan är att de seismiska vågorna ibland kan ricochet mellan lagren på en subdukterande tektonisk platta.

Anchorage ligger nära kanten av den nordamerikanska plattan, där kontinentalplattan trycker ner Stillahavsplattan i manteln. Plattan från ytan är kallare, och därför mer solid, än den omgivande manteln, så seismiska vågor färdas snabbare.

"Vid mycket låga temperaturer är jorden som en klocka, det bara ringer och vågor kan fortplanta sig, "Abers sa." Vi kunde bara se det för Iniskin -jordbävningen eftersom Transportable Array faktiskt satte ut stationer för första gången väster om Anchorage och norr om Alaska Range. "

Transportable Array möjliggjorde en jämförelse av seismiska vågor på samma avstånd från källan till jordbävningen, men åt olika håll. Norr om Alaska Range, där avståndet från subduktionszonen betyder att skorpan ligger ovanför manteln, de seismiska vågorna måste resa genom het mantel för att komma till Anchorage. Den uppvärmda berget är mjukare och "mosigare, "så seismiska vågor färdas inte lika snabbt som genom kallare skorpa.

"De här signalerna är väldigt små jämfört med de mycket stora signalerna du kommer att se i Anchorage på jämförbara avstånd, med en faktor på 20 till 50 vid de frekvenser vi bryr oss om, sade Abers. Det här är inga subtila effekter.

Den andra möjliga orsaken till att jordbävningen i Iniskin skakade marken så mycket har att göra med jordskorpans lokala struktur. Abers och Mann fann att vid vissa frekvenser, seismiska vågor verkade förstärkas. Skorpan består av flera lager av olika typer av sten. Om ett svagare lager är inklämt mellan starkare lager i den sjunkande skorpan i subduktionszonen, seismiska vågor kan färdas uppför subduktionsplattan och fångas i det inklämda lagret, studsar fram och tillbaka och förstärker vågens energi.

"Vi har känt till det här problemet ett tag, men det har inte riktigt gjort det till hur faror bedöms från dessa jordbävningar särskilt tydligt, eftersom vi inte har kommit fram till hur man bestämmer parametrarna, " sa Abers. På platser som Anchorage, bedömning av jordbävningsrisk kan behöva inkludera information om den djupa jorden, tiotals mil ner, och inte bara den ytnära geologin. Förbryllande vad som hände under jordbävningen i Iniskin och möjligen den 30 november, och ha bra datatäckning för att jämföra jordbävningarna från olika platser, är ett steg framåt för att förbättra riskbedömningen för jordbävningar inom platta i framtiden.