Säsongen som en jordbävning inträffar kan påverka omfattningen av markbrott och förstörelse som händelsen medför, enligt en ny titt på två historiska jordbävningar som inträffade för ungefär 100 år sedan nära Almaty, Kazakstan.

I ett papper publicerat i Seismologiska forskningsbrev , forskare drar slutsatsen att jordbävningen i Verny i juni 1887 med en storlek på 7,3 Verny och den närliggande jordbävningen Kemin på 7,8 Kemin i januari 1911 sannolikt gav liknande skakningar. Dock, jordbävningen 1911 orsakade betydligt mer markbrott, troligen på grund av ett grunt fruset marklager som var närvarande under vintermånaderna.

Det frusna skiktet kan ha hämmat dränering av porövertryckets överskott genom ytan under jordbävningen, orsakar kondensering på djupet. I själva verket, det frusna skiktet som sträcker sig ungefär en meter under ytan "var ett tätningsskikt som inte tillät poretrycket att diffundera, "förklarade Stefano Parolai, medförfattare till tidningen vid Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale i Italien.

Fynden tyder på att seismologer bör införliva potentiella säsongsmässiga skillnader i markegenskaper "eftersom de gör sannolikhetsbedömningar av flytande eller markfel, "tillade medförfattaren Denis Sandron, även på Istituto Nazionale.

Effekten av frusen mark på markdeformation beräknas redan för vissa typer av infrastruktur, till exempel oljeledningar i Alaska, men Parolai sa att Kazakstan -studien visar vikten av att överväga dessa effekter också i stadsområden, särskilt när det kan bli en säsongseffekt.

Jordbävningen i Verny (Verny är det tidigare namnet Almaty) förstörde nästan alla stadens adobe -byggnader och dödade 300 människor 1887. Jordbävningen i Kemin, som ägde rum cirka 40 kilometer från Verny, orsakade en överraskande mängd utbredd markbrott och förstörelse och 390 dödsfall.

Parolai och hans kollegor granskade historiska register över de två jordbävningarna som en del av ett större projekt som studerade platseffekter och seismisk risk i Centralasien under ledning av GFZ German Research Center for Geosciences. De två jordbävningarna i Almaty, inklusive deras sekundära effekter såsom jordskred, "dokumenterades mycket väl av expeditioner från Rysslands gruvavdelning och det ryska gruvsamhället vid den tiden, "Sa Parolai.

Skillnaderna i markfel mellan de två jordbävningarna var förvirrande för forskarna. Det faktum att de två jordbävningarna hade ägt rum vid olika tidpunkter på året fick Sandron och hans kollegor att överväga om frusen mark kan ha varit en faktor för markfel, som tidigare forskare hade noterat för jordbävningen med storleken 9,2 i Alaska 1964.

För att utforska denna idé, forskargruppen skapade datasimuleringar av jordbävningarna med hjälp av olika modeller av markprofilen som skulle påverka hastigheten på seismiska vågor som passerar genom dem, tillsammans med temperaturdata (mer än 100 år med temperaturregistreringar finns för Almaty) för att avgöra om det sannolikt skulle ha ett fruset lager av mark på grunt djup under januari.

En av de andra utmaningarna, sa medförfattaren Rami Alshembari, tidigare vid International Center for Theoretical Physics i Italien och för närvarande vid University of Exeter i Storbritannien, hittade ett sätt att inkludera lämpliga starka rörelsedatainspelningar i simuleringarna, eftersom "naturligtvis det inte fanns några digitala inspelningar av dessa två jordbävningar. Vi var tvungna att välja de rimligaste och mest robusta studierna för inmatning av stark rörelse, "Slutligen bestämt mig för data från jordbävningen 7,6 i Chi-Chi i Taiwan i Taiwan, ändrad på lämpligt sätt, som mest liknar Almaty -jordbävningarna.

Modeller som inkluderade ett djupfryst lager på en meter som tätning mot porntrycksdränering passade bäst för markbrottet som ses i Kemin-jordbävningen, avslutade de. Även om forskarna misstänkte att ett fruset lager kan vara boven, Parolai sa att de blev förvånade över effektens styrka.

Fynden tyder på att andra seismologer bör överväga säsongsmässighet i sina studieeffektstudier, noterade han. "Även i material där vi inte skulle förvänta oss denna effekt, på grund av lokala förhållanden och temperaturer kan det hända. "

"Utan denna goda dokumentation, förmodligen skulle vi inte ha märkt denna effekt, "sa Parolai." Detta säger oss att goda data som tagits tidigare kan vara mycket värdefulla om 100 år. "