Nepal drabbades av en jordbävning med en magnitud på 7,8 2015, men landet kan fortfarande möta hotet av mycket starkare vädret. Detta är slutsatsen av ETH-forskare baserad på en ny modell som simulerar fysiska processer av jordbävningsbrott mellan de eurasiska och indiska plattorna.

I april 2015, Nepal – och särskilt regionen runt huvudstaden, Katmandu – drabbades av en kraftig darrning. En jordbävning med en magnitud på 7,8 förstörde hela byar, trafikleder och kulturminnen, med en dödssiffra på cirka 9, 000.

Dock, landet kan fortfarande stå inför hotet om mycket starkare jordbävningar med en magnitud på 8 eller mer. Detta är slutsatsen av en grupp jordforskare från ETH Zürich baserat på en ny modell av kollisionszonen mellan den indiska och den eurasiska plattan i närheten av Himalaya. Med den här modellen, teamet av ETH-forskare som arbetar med doktoranden Luca Dal Zilio, från gruppen ledd av professor Taras Gerya vid Institutet för geofysik, har nu utfört de första högupplösta simuleringarna av jordbävningscykler i ett tvärsnitt av brottzonen.

"I jordbävningen 2015, det var bara ett partiellt brott av den stora Himalaya-förkastningen som skilde de två kontinentalplattorna åt. Den frontala, yta nära sektionen av bristningszonen, där den indiska plattan subducerar under den eurasiska plattan, halkade inte och förblir under stress, " förklarar Dal Zilio, huvudförfattare till studien, som nyligen publicerades i tidskriften Naturkommunikation .

I vanliga fall, en större jordbävning frigör nästan all spänning som byggts upp i närheten av fokus till följd av plattornas förskjutning. "Vår modell visar att även om jordbävningen i Gorkha minskade stressnivån i en del av brottzonen, spänningen ökade faktiskt i frontsektionen nära Himalayas fot. Den uppenbara paradoxen är att "medelstora" jordbävningar som Gorkha kan skapa förutsättningar för en ännu större jordbävning, säger Dal Zilio.

Skakningar av storleken på jordbävningen i Gorkha släpper bara ut stress i de djupare delarna av förkastningssystemet över längder på 100 kilometer. I tur och ordning, ny och ännu större spänning byggs upp i de ytnära sektionerna av brottzonen.

Enligt simuleringarna utförda av Dal Zilio och hans kollegor, två eller tre ytterligare Gorkha-bävningar skulle behövas för att bygga upp tillräcklig stress för en jordbävning med en magnitud på 8,1 eller mer. I ett skalv av detta slag, brottzonen bryter över hela djupområdet, sträcker sig upp till jordens yta och i sidled – längs Himalaya-bågen – i hundratals kilometer. Detta leder i slutändan till en fullständig spänningsfrigöring i detta segment av felsystemet, som sträcker sig till cirka 2, 000 kilometer totalt.

Historiska data visar att megahändelser av detta slag också har inträffat tidigare. Till exempel, jordbävningen i Assam 1950 hade en magnitud på 8,6, med bristningszonen som bryter över en längd av flera hundra kilometer och över hela djupområdet. År 1505, en gigantisk jordbävning inträffade med tillräcklig kraft för att producera ett ungefär 800 kilometer långt brott på den stora Himalaya-förkastningen.

"Den nya modellen avslöjar att kraftfulla jordbävningar i Himalaya inte bara har en form utan minst två, och att deras cykler delvis överlappar varandra, säger Edi Kissling, Professor i seismologi och geodynamik. Superjordbävningar kan inträffa med en periodicitet på 400 till 600 år, medan "medelstora" skalv som Gorkha har en återkommande tid på upp till några hundra år. När cyklerna överlappar varandra, forskarna förväntar sig kraftiga och farliga jordbävningar med oregelbundna intervall.

Dock, de kan inte förutsäga när ytterligare ett extremt stort skalv kommer att inträffa nästa gång. "Ingen kan förutsäga jordbävningar, inte ens med den nya modellen. Dock, vi kan förbättra vår förståelse av den seismiska faran i ett specifikt område och vidta lämpliga försiktighetsåtgärder, säger Kissling.

Den tvådimensionella och högupplösta modellen inkluderar också några forskningsrön som publicerades efter jordbävningen i Gorkha. För att generera simuleringarna, forskarna använde Euler stordator vid ETH Zürich. "En tredimensionell modell skulle vara mer exakt och skulle också tillåta oss att göra uttalanden om de västra och östra utkanterna av Himalaya. modellera hela 2, 000 kilometer av bristningszonen skulle kräva enorm beräkningskraft som inte ens superdatorerna vid CSCS kan ge, säger Dal Zilio.

Nepal ligger vid den punkt där två kontinenter möts:Indien och Eurasien. Det är här som den indiska plattan subduceras i manteln under den eurasiska plattan. På grund av sugeffekten som den indiska plattan utövar när den sjunker in i manteln, den indiska subkontinenten rör sig norrut med upp till 4 centimeter per år.

Som ett resultat, plattorna gnuggar mot varandra över längden av denna 2, 000 kilometer förkastningssystem, så att avsevärda mängder stress kan byggas upp. Under en jordbävning, det plötsliga släppet av denna spänning orsakar en abrupt förskjutning av plattorna bredvid varandra. Det är därför Nepal och de södra foten av Himalaya upprepade gånger upplever mycket kraftiga jordbävningar.