En vårflod av smältvatten, sipprar genom vertikalt lutade bergskikt, orsakade en seismisk svärm nära Kaliforniens Long Valley Caldera 2017, enligt forskning som presenterades vid SSA:s årsmöte 2019.

Den ovanliga händelsen fick US Geological Survey-forskaren Emily Montgomery-Brown och hennes kollegor att se tillbaka genom 33 års seismiska och vattenrekord för regionen. De fann att graden av grund seismicitet var cirka 37 gånger högre under mycket våta perioder kontra torra perioder.

Även om forskare har kopplat jordbävningar till kraftig nederbörd eller kraftig avrinning före detta, bevisen som förbinder de två har varit relativt svaga eller tvetydiga, säger Montgomery-Brown. I fallet Long Valley Caldera, hon säger, "vi ser en fenomenal korrelation mellan seismicitet och strömmen, och vi ser ungefär 37 gånger antalet jordbävningar under den våta säsongen som under den torra säsongen. "

När smältvattnet laddade grundvattnet i det torka-drabbade området, det förändrade poretrycket i klipporna som låg en till tre kilometer under markytan, utlöser de små jordbävningarna i svärmen 2017.

Jordbävningarnas grunda natur, tillsammans med deras ovanliga spridning, hjälpte Montgomery-Brown och hennes kollegor att fastställa att de orsakades av sipprande vatten och inte av vulkaniska processer relaterade till Long Valley Caldera.

Vid lokalisering av jordbävningarna, Montgomery-Browns USGS-kollega Dave Shelly fann att skalven "faktiskt förökade sig djupare, ner från ytan, "säger hon. I andra svärmar runt vulkaniska områden, som Yellowstone National Park, jordbävningarna tenderar att börja i en djupare seismisk zon, ungefär sex till åtta kilometer djup, och rör sig ofta uppåt mot ytan.

Detaljerade geologiska kartor över svärmområdet, söder om Long Valley Caldera, visa kraftigt doppning, nästan vertikala berglager som fungerar som en snabb ledning för smältvatten. Avrinningen aktiverar kanske inte ett särskilt fel, Montgomery-Brown säger, men kan istället infiltrera dessa bergskikt och utlösa små jordbävningar där.

Forskarna såg inte samma starka samband mellan smältvattenavrinning och seismiska hastigheter i andra områden runt Long Valley Caldera. "Det är bara i de här områdena där vi ser de starkt doppande skikten, " hon säger.

Såvitt hon och hennes kollegor kan säga, dessa grunda jordbävningar förblir grunda, och sprider sig inte tillräckligt djupt för att utlösa aktivitet på djupare fel i området.

Montgomery-Brown har studerat seismiska signaler och övervakat markdeformation vid Long Valley Caldera för att hålla reda på vulkanisk aktivitet och rörelse av magma och gas under kalderan. Deformation orsakad av kraftigt snöfall (och sedan snösmältning) i bergen skapar säsongssignaler i hennes data. "Vanligtvis försöker jag bli av med den signalen så att jag kan se den verkliga vulkaniska deformationen som händer."

När jordbävningen 2017 - en av de största på länge i området - inträffade på kanten av kalderan, hon och hennes kollegor hade diskuterat om det berodde på vulkanisk aktivitet. "Folk började känna jordbävningarna, och vi undrade om vi behövde lämna någon form av uttalande om hur vulkanen beter sig. "

Men när hon gav en ny chef en rundtur i en routerskåp på deras kontor, hon slutade prata med Mammoth Community Water District chefer som delar kontorslokalen. När de pratade om översvämningen av våren, "det klickade bara i vår förståelse" hur avrinningen och svärmen kan länkas, hon säger.