I komplexa förkastningszoner, flera till synes frånkopplade fel kan potentiellt brista samtidigt, ökar risken för en stor skadlig jordbävning. De senaste jordbävningarna inklusive 1992 Landers, 1999 Hector Mine och 2019 Ridgecrest jordbävningar i Kalifornien, bland andra, spruckit på detta sätt. Men hur kan seismologer förutsäga om enskilda felsegment kan vara sammankopplade och brista tillsammans under en seismisk händelse?

Ett sätt kan vara att leta efter ledtrådar om att segmenten är sammankopplade under ytan, enligt David Oglesby, en forskare vid University of California, Riverside. Hans studie publicerad i Bulletin från Seismological Society of America antyder att mönstret av slirfördelningar på förkastningssegment kan indikera om segment separerade av ett gap vid ytan är sammankopplade inom några kilometer från jordytan.

Och i en andra tidning publicerad i BSSA, Hui Wang från den kinesiska jordbävningsadministrationen och kollegor drar slutsatsen att en bristning längs ett överstegsfel, där parallella förkastningssegment överlappar varandra i riktningen för ett brott, kanske kan "hoppa" över ett större gap mellan felsegmenten än vad man tidigare trott.

I båda fallen, Att göra kopplingen mellan förkastningssegment kan ha en betydande inverkan på bedömningen av seismiska faror för en region. "Den potentiella maximala brottlängden, därav den maximala magnituden [av en jordbävning], är en viktig parameter för att bedöma seismiska faror, " sa Mian Liu vid University of Missouri-Columbia, en medförfattare på Wang-studien.

"Detaljerna kring anslutning kan ha ett styrande inflytande på om du får en stor jordbävning som hoppar över vad som verkar vara flera felsegment eller en liten jordbävning som stannar kvar på ett litet segment, sa Oglesby.

Oglesby började fundera på detta problem med att urskilja kopplingar på djupet efter en konferens där en av talarna föreslog att helt bortkopplade fel skulle ha andra glidmönster än fel anslutna på djupet. Modellering som tittade på glidfördelning – i stort sett, där halka sker längs ett fel — kan vara användbart, han trodde.

I sin 3-D dynamiska brottmodellering av felsegment frånkopplade av luckor, Oglesby tittade särskilt på hur snabbt glidningen avtar till noll vid kanten av ett förkastningssegment på ytan. Minskar mängden glid gradvis mot noll vid kanten, eller minskar det snabbt till noll?

Modellerna föreslår att "allt annat lika, om ett fel verkar vara bortkopplat vid ytan men är anslutet på relativt grunt djup, då kommer glidningen typiskt att avta mycket snabbt till noll vid kanten av felsegmentet, sa Oglesby.

Grunt djup betyder i detta fall att segmenten är sammankopplade på cirka 1 till 2 kilometer (0,6 till 1,2 miles) under ytan, noterade han. Om felet förblir helt bortkopplat eller är anslutet djupare än 1 till 2 kilometer, "då kommer slipningen inte att avta till noll lika snabbt vid kanten av ytfelssegmentet, "Oglesby förklarade, eftersom den djupare kopplingen är för långt borta för att ha en stark effekt på ytglidfördelningen.

Oglesby betonade att hans modeller är förenklade, och ta inte hänsyn till andra faktorer som den höga spänningen och töjningen och potentiella stenbrott runt kanterna på förkastningssegment. "Och bara för att du får detta snabba förfall, det betyder inte nödvändigtvis att [ett fel] är anslutet på djupet, ", noterade han. "Det finns massor av faktorer som påverkar felglidning. Det är en ledtråd, men inte en rykande pistol."

I sin modellstudie, Wang och kollegor tittade närmare på vilka faktorer som kan påverka ett brotts hopp mellan parallella felsegment i ett överstegssystem. De föranleddes av händelser som 2016 års magnitud 7,8 Kaikoura, Nya Zeeland, jordbävning, där brottet hoppade mellan nästan parallella förkastningssegment så mycket som 15 till 20 kilometer från varandra.

Forskarna fann att genom att inkludera bakgrundseffekterna av förändringar i stress i ett steg över, bristningar kan hoppa över ett större utrymme än de 5 kilometer (ca 3,1 miles) som förutspåtts av några tidigare studier.

Wang och kollegors modeller tyder istället på att en bristning kan hoppa mer än 15 kilometer (9,3 miles) i ett släppande eller förlängningssteg, eller 7 kilometer (4,3 miles) i ett fasthållande eller kompressivt överstegsfel.

Deras modeller kombinerar data om långsiktiga tektoniska spänningsförändringar med förändringar i spänning som förutsägs av dynamiska brottmodeller, ger en mer fullständig bild av stressförändringar längs ett fel över en tidsskala på både miljoner år och några sekunder. "Vi insåg att vi behövde överbrygga dessa olika felmodeller för att bättre förstå felmekaniken, sa Liu.

Liu varnade också för att deras modeller bara mäter en aspekt av komplex felgeometri. "Även om många faktorer kan bidra till sprängningsförökning över steg, stegbredden är kanske en av de lättaste att mäta, så förhoppningsvis skulle våra resultat leda till fler studier och en bättre förståelse av komplexa felsystem."