Tidvattnet vänder i en strävan att lösa ett jordbävningsmysterium.

För flera år sedan, forskare insåg att jordbävningar längs åsar i mitten av havet - dessa undervattensbergskedjor vid kanterna av de tektoniska plattorna - är kopplade till tidvattnet. Men ingen kunde ta reda på varför det finns en uppgång i skakningar under lågvatten.

"Alla var lite förbannade, eftersom enligt konventionell teori, dessa jordbävningar bör inträffa vid högvatten, " förklarade Christopher Scholz, en seismolog vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory.

I en studie publicerad idag i Naturkommunikation , han och hans kollegor har avslöjat mekanismen för denna till synes paradox, och det kommer ner till magman nedanför mitthavsryggarna.

"Det är magmakammaren som andas, expanderar och drar ihop sig på grund av tidvattnet, det gör att felen flyttar sig, sade Scholz, som ledde studien tillsammans med Lamont-Doherty doktorand Yen Joe Tan.

Går mot strömmen

Lågvattenkorrelationen är överraskande på grund av sättet som mitthavsförkastningen rör sig. Scholz beskrev felet som ett lutande plan som skiljer två jordblock åt. Under rörelse, det övre blocket glider ned i förhållande till det nedre. Så, forskare förväntade sig att vid högvatten, när det finns mer vatten ovanpå felet, det skulle trycka ner det övre blocket och orsaka jordbävningar. Men det är inte vad som händer. Istället, felet glider ner under lågvatten, när krafter faktiskt drar uppåt - "vilket är motsatsen till vad du kan förvänta dig, sa Scholz.

För att gå till botten med mysteriet, han, Solbränna, och Fabien Albino från University of Bristol studerade Axial Volcano längs Juan de Fuca Ridge i Stilla havet. Eftersom vulkanen får utbrott vart tionde år eller så, forskare har satt upp täta nätverk av havsbotteninstrument för att övervaka det. Teamet använde data från dessa instrument för att modellera och utforska olika sätt som lågvatten kan orsaka skakningarna.

I slutet, det kom ner till en komponent som ingen annan hade tänkt på tidigare:vulkanens magmakammare, en mjuk, trycksatt ficka under ytan. Teamet insåg att när tidvattnet är lågt, det finns mindre vatten på toppen av kammaren, så den expanderar. När det blåser upp, det spänner stenarna runt sig, tvingar det nedre blocket att glida upp för felet, och orsakar jordbävningar i processen.

Vidare, sa Scholz, tidvattenjordbävningarna i denna region är "så känsliga att vi kan se detaljer i svaret som ingen någonsin kunde se tidigare." När teamet kartlade jordbävningshastigheten kontra stressen på felet, de insåg att även den minsta stress kunde utlösa en jordbävning. Tidvattendata hjälpte till att kalibrera denna effekt, men den utlösande stressen kan orsakas av vad som helst – som de seismiska vågorna från en annan jordbävning, eller fracking av avloppsvatten som pumpas ner i marken.

"Folk inom hydrofrackingbranschen vill veta, finns det något säkert tryck du kan pumpa och se till att du inte producerar några jordbävningar?" sa Scholz. "Och svaret som vi finner är att det inte finns något - det kan hända på vilken stressnivå som helst."

Självklart, en liten stress över ett litet område kommer inte att orsaka en förödande jordbävning, och den exakta mängden stress som behövs varierar från plats till plats. "Vår poäng är att det inte finns någon inneboende stress som måste överskridas för att orsaka en jordbävning, säger Scholz. Det finns ingen tumregel.