Geofysiker på Caltech har skapat en ny metod för att bestämma jordbävningsrisker genom att mäta hur snabbt energi bygger upp sig på fel i en specifik region, och sedan jämföra det med hur mycket som släpps ut genom förkastningskrypning och jordbävningar.

De tillämpade den nya metoden på felen under centrala Los Angeles, och fann att på lång sikt i genomsnitt, den starkaste jordbävningen som sannolikt kommer att inträffa längs dessa förkastningar är mellan magnituden 6,8 och 7,1, och att en magnitud på 6,8 – cirka 50 procent starkare än jordbävningen i Northridge 1994 – skulle kunna inträffa ungefär vart 300:e år i genomsnitt.

Därmed inte sagt att en större jordbävning under centrala L.A. är omöjlig, forskarna säger; snarare, de finner att jordskorpan under Los Angeles inte verkar pressas från söder till norr tillräckligt snabbt för att göra en sådan jordbävning lika trolig.

Metoden möjliggör också en bedömning av sannolikheten för mindre jordbävningar. Om man utesluter efterskalv, sannolikheten att en jordbävning med magnituden 6,0 eller större kommer att inträffa i centrala LA under en given 10-årsperiod är cirka 9 procent, medan chansen för en jordbävning med magnituden 6,5 eller större är cirka 2 procent.

En artikel som beskriver dessa fynd publicerades av Geofysiska forskningsbrev den 27 februari.

Dessa nivåer av seismisk risk är något lägre men skiljer sig inte nämnvärt från vad som redan har förutspåtts av arbetsgruppen för Kaliforniens jordbävningssannolikheter. Men det är faktiskt meningen, säger Caltech-forskarna.

Nuvarande toppmoderna metoder för att bedöma den seismiska faran i ett område innebär att generera en detaljerad bedömning av de typer av jordbävningsbrott som kan förväntas längs varje förkastning, en komplicerad process som förlitar sig på superdatorer för att generera en slutlig modell. Däremot den nya metoden – utvecklad av Caltech-studenten Chris Rollins och Jean-Philippe Avouac, Earle C. Anthony professor i geologi och maskin- och anläggningsteknik – är mycket enklare, förlitar sig på belastningsbudgeten och den övergripande jordbävningsstatistiken i en region.

"Vi frågar i princip, "Med tanke på att centrala L.A. pressas från norr till söder med några millimeter per år, vad kan vi säga om hur ofta jordbävningar av olika magnituder kan inträffa i området, och hur stora jordbävningar kan bli?'" säger Rollins.

När en tektonisk platta trycker mot en annan, elastisk töjning byggs upp längs gränsen mellan de två plattorna. Spänningen ökar tills en tallrik antingen kryper långsamt förbi den andra, eller så rycker det våldsamt. De våldsamma ryckningarna känns som jordbävningar.

Lyckligtvis, den gradvisa böjningen av jordskorpan mellan jordbävningar kan mätas vid ytan genom att studera hur jordens yta deformeras. I en tidigare studie (gjord i samarbete med Caltechs forskningsprogramvaruingenjör Walter Landry; Don Argus från Jet Propulsion Laboratory, som hanteras av Caltech för NASA; och Sylvain Barbot från USC), Avouac och Rollins mätte markförskjutning med hjälp av permanenta globala positioneringssystem (GPS) -stationer som ingår i Plate Boundary Observatory -nätverket, stöds av National Science Foundation (NSF) och NASA. GPS -mätningarna avslöjade hur snabbt landet under L.A. böjs. Från det, forskarna beräknade hur mycket belastning som släpptes av krypning och hur mycket som lagrades som elastisk spänning tillgänglig för att driva jordbävningar.

Den nya studien bedömer om den jordbävningsstammen är mest sannolikt att frigöras av frekventa små jordbävningar eller av en mycket stor, eller något däremellan. Avouac och Rollins undersökte det historiska rekordet av jordbävningar i Los Angeles från 1932 till 2017, som registrerats av Southern California Seismic Network, och valde det scenario som bäst passar regionens observerade beteende.

"Vi uppskattar omfattningen och frekvensen av de mest extrema händelserna, som inte kan antas vara känd från historien eller instrumentella observationer, är väldigt svårt. Vår metod ger ett ramverk för att lösa det problemet och beräkna sannolikheter för jordbävningar, säger Avouac.

Denna nya metod för att uppskatta sannolikheten för jordbävningar kan enkelt tillämpas på andra områden, erbjuda ett sätt att bedöma seismiska faror baserat på fysiska principer. "Vi förfinar nu metoden för att ta hänsyn till tidsfördelningen av tidigare jordbävningar, för att göra prognoserna mer exakta, och vi anpassar ramverket så att det kan tillämpas på inducerad seismicitet, " säger Avouac.

Studien har titeln "En geodesi- och seismicitetsbaserad lokal sannolikhetsmodell för jordbävningar för centrala Los Angeles."