Forskare har spårat en "boomerang"-jordbävning i havet för första gången, ger ledtrådar om hur de kan orsaka förödelse på land.

Jordbävningar uppstår när stenar plötsligt går sönder på en förkastning - en gräns mellan två block eller plattor. Under stora jordbävningar, stenbrott kan sprida sig längs brottlinjen. Nu, ett internationellt team av forskare har registrerat en "boomerang"-jordbävning, där brottet initialt sprider sig bort från initialt avbrott men sedan vänder och går tillbaka åt andra hållet i högre hastigheter.

Styrkan och varaktigheten av brott längs ett förkastning påverkar bland annat markskakningar på ytan, som kan skada byggnader eller skapa tsunamier. I sista hand, att känna till mekanismerna för hur förkastningar brister och den inblandade fysiken kommer att hjälpa forskare att göra bättre modeller och förutsägelser om framtida jordbävningar, och skulle kunna informera system för tidig varning för jordbävningar.

Laget, ledd av forskare från University of Southampton och Imperial College London, rapportera sina resultat i dag Naturgeovetenskap .

Medan stora jordbävningar (magnitut 7 eller högre) inträffar på land och har uppmätts av närliggande nätverk av monitorer (seismometrar), dessa jordbävningar utlöser ofta rörelse längs komplexa nätverk av fel, som en serie dominobrickor. Detta gör det svårt att spåra de underliggande mekanismerna för hur denna "seismiska glidning" uppstår.

Under havet, många typer av fel har enkla former, så ge möjligheten att komma under motorhuven på "jordbävningsmotorn". Dock, de är långt ifrån stora nätverk av seismometrar på land. Teamet använde sig av ett nytt nätverk av undervattensseismometrar för att övervaka Romanche-sprickzonen, en förkastningslinje som sträcker sig 900 km under Atlanten nära ekvatorn.

2016, de registrerade en jordbävning med magnituden 7,1 längs Romanche-sprickzonen och spårade brottet längs förkastningen. Detta avslöjade att brottet först gick i en riktning innan det vände runt halvvägs genom jordbävningen och bröt den "seismiska ljudbarriären", blir en ultrasnabb jordbävning.

Endast en handfull sådana jordbävningar har registrerats globalt. Teamet tror att den första fasen av bristningen var avgörande för att orsaka den andra, snabbt glidande fas.

Första författaren av studien Dr. Stephen Hicks, från Institutionen för geovetenskap och teknik vid Imperial, sa:"Medan forskare har funnit att en sådan reverserande brottmekanism är möjlig från teoretiska modeller, vår nya studie ger några av de tydligaste bevisen för att denna gåtfulla mekanism inträffar i ett verkligt fel.

"Även om felstrukturen verkar enkel, hur jordbävningen växte var inte, och detta var helt tvärtom mot hur vi förväntade oss att jordbävningen skulle se ut innan vi började analysera data."

Dock, teamet säger att om liknande typer av backning eller bumerang jordbävningar kan inträffa på land, ett seismiskt brott som vänder sig mitt i en jordbävning kan dramatiskt påverka mängden markskakningar som orsakas.

Med tanke på bristen på observationsbevis tidigare, denna mekanism har inte redovisats i jordbävningsscenariomodelleringar och bedömningar av farorna från sådana jordbävningar. Den detaljerade spårningen av boomerang-jordbävningen kan göra det möjligt för forskare att hitta liknande mönster i andra jordbävningar och att lägga till nya scenarier i sin modellering och förbättra prognoser för jordbävningseffekter.

Nätverket för havsbottenseismometer som användes var en del av PI-LAB- och EUROLAB-projekten, ett miljondollarexperiment finansierat av Natural Environment Research Council i Storbritannien, Europeiska forskningsrådet, och National Science Foundation i USA.