Den största jordbävningssekvensen i södra Kalifornien på två decennier har lärt forskare att stora jordbävningar kan inträffa på ett mer komplext sätt än vad man brukar anta. Sekvensen belastade också ett närliggande stort fel, enligt en ny studie.

Studien, en omfattande analys av Ridgecrest Earthquake Sequence av geofysiker från Caltech och JPL, kommer att publiceras i Vetenskap den 18 oktober. Ridgecrest-jordbävningssekvensen inkluderade en förskock med magnitud 6,4 den 4 juli, följt av ett huvudchock med magnituden 7,1 nästan 34 timmar senare, och mer än 100, 000 efterskalv. Sekvensen skramlade mest i södra Kalifornien, men den kraftigaste skakningen inträffade cirka 200 kilometer norr om Los Angeles.

"Detta var ett riktigt test av vårt moderna seismiska övervakningssystem, "säger Zachary Ross, biträdande professor i geofysik vid Caltech och huvudförfattare till Vetenskap papper. "Det slutade med att vara en av de bäst dokumenterade jordbävningssekvenserna i historien och belyser hur dessa typer av händelser inträffar."

Teamet byggde på data som samlats in av kretsande radarsatelliter och markbaserade seismometrar för att sätta ihop en bild av ett jordbävningsbrott som är mycket mer komplext än i modeller av många tidigare stora seismiska händelser.

Stora jordbävningar anses vanligtvis orsakas av att ett enda långt förkastning brister, till exempel det mer än 800 mil långa San Andreas-felet, med en maximal möjlig storlek som i första hand dikteras av felets längd. Efter jordbävningen med magnituden 7,3 som drabbade Landers, Kalifornien, 1992 – vilket innebar bristning av flera olika fel – började seismologer ompröva den modellen.

Som beskrivs i Vetenskap papper, Ridgecrest-sekvensen ger ett annat exempel på hur massiva jordbävningar kan genereras av ett webbliknande nätverk av mindre sammankopplade förkastningar som, när de spricker, trigga varandra som fallande dominobrickor. Sekvensen involverade cirka 20 tidigare oupptäckta förkastningar som korsade varandra i en geometriskt komplex och geologiskt ung förkastningszon.

Komplexiteten i bristningen är bara tydlig på grund av de många typer av vetenskapliga instrument som studerade händelsen, säger Ross. Satelliter observerade brotten som nådde ytan och den tillhörande markdeformationen som sträckte sig ut över 100 kilometer i alla riktningar från brottet, medan ett tätt nätverk av seismometrar observerade de seismiska vågorna som strålade ut från jordbävningen. Tillsammans, dessa data gjorde det möjligt för forskare att utveckla en modell för glidning under ytan och förhållandet mellan de stora glidförkastningarna och det betydande antalet små jordbävningar som inträffade tidigare, mellan, och efter de två största stötarna.

"Vi ser faktiskt att skalvet med magnituden 6,4 samtidigt bröt fel i rät vinkel mot varandra, vilket är förvånande eftersom standardmodeller för bergfriktion ser detta som osannolikt, " säger Ross. "Det är anmärkningsvärt att vi nu kan lösa denna detaljnivå."

Också anmärkningsvärt är att brottet slutade bara några kilometer från det närliggande Garlock Fault, som sträcker sig mer än 300 kilometer över södra Kalifornien på den norra gränsen av Mojaveöknen. Felet har varit relativt tyst under de senaste 500 åren, men påfrestningen på Garlock-förkastningen av julis jordbävningsaktivitet fick den att börja krypa. Verkligen, felet har glidit två centimeter vid ytan sedan juli, säger forskarna.

Händelsen, Ross säger, illustrerar hur lite vi fortfarande förstår om jordbävningar. "Det kommer att tvinga människor att tänka hårt på hur vi kvantifierar seismiska faror och om vår strategi för att definiera fel behöver förändras, " säger han. "Vi kan inte bara anta att de största förkastningarna dominerar den seismiska faran om många mindre förkastningar kan kopplas ihop för att skapa dessa stora skalv. Under det senaste århundradet, de största jordbävningarna i Kalifornien har förmodligen sett mer ut som Ridgecrest än jordbävningen i San Francisco 1906, som var längs ett enda fel. Det blir ett nästan svårlöst problem att konstruera alla möjliga scenarier där dessa fel misslyckas tillsammans – speciellt när man betänker att felen som bröts under Ridgecrest-sekvensen inte kartlades i första hand."

Science-uppsatsen har titeln "Hierarkisk sammankopplad ortogonal förkastning i 2019 års Ridgecrest-jordbävningssekvens."