Jordbävningssekvensen i Ridgecrest 2019 har avslöjat områden i Los Angeles-bassängen där förstärkningen av skakningar av höghus är störst, enligt en ny rapport i Seismologiska forskningsbrev .

Jordbävningen den 6 juli 2019 med magnitud 7,1, ligger 200 kilometer (124 miles) norr om Los Angeles, inte orsakat strukturella skador i staden. Men det var betydande skakningar i några höghus i centrala Los Angeles - så mycket att deras invånare rapporterade att de kände sig illamående av rörelsen.

Alla byggnader har en naturlig "vibration" eller svaj, som civilingenjörer och seismologer refererar till som byggnadens längsta naturliga period eftersom det markerar hur lång tid det tar för en byggnad att röra sig fram och tillbaka i en cykel i ett plan parallellt med marken. Höghus på 15 våningar eller mer, långspännande broar och bränsletankar med stor diameter, bland andra strukturer, har vanligtvis naturliga perioder på tre sekunder eller mer.

Med hjälp av data från ett nätverk av seismiska stationer över L.A.-bassängen, Monica Kohler från Caltech och hennes kollegor fastställde att långtidsbyggnader upplevde störst förstärkning av skakningar från jordbävningen i Ridgecrest.

Men effekten var inte densamma i hela bassängen. Vid sex- och åttasekundersperioder, den maximala förstärkningen inträffade i den västra delen av L.A.-bassängen och den södra centrala San Fernando-dalen.

I händelse av en framtida jordbävning liknande Ridgecrest, ett höghus i dessa områden skulle kunna skaka fyra gånger större än en byggnad i centrala Los Angeles, drog forskarna slutsatsen. I en 52-våningsbyggnad, detta betyder att de övre våningarna kan svaja fram och tillbaka så mycket som en meter (cirka 3 fot) – eller så mycket som två meter i en jordbävning med magnituden 7,6, belastar byggnadens strukturella integritet.

När seismiska vågor kommer in i de mjukare sedimenten som fyller en bassäng, de saktar ner och deras energi "hopar sig, " skapar större amplitudvågor som leder till starkare skakning. Forskare runt om i världen har funnit att i allmänhet, de djupaste delarna av bassängen - de med mest sediment över berggrunden - upplever mest förstärkning.

Dock, Kohler och kollegor fann endast en partiell korrelation mellan bassängdjup och förstärkning i sin studie.

"Det har alltid funnits det här antagandet att ju djupare sediment eller ju tjockare bassäng ... desto mer förstärkning kommer du att se, och vi trodde att vi skulle se det med våra resultat, "Sa Kohler. "Men platserna med de största förstärkningarna under dessa långa perioder på mer än tre sekunder är inte nära den djupaste delen av bassängen."

"Det är oroande eftersom nästa generations byggnormer utvecklas så att den innehåller parametrar som står för effekter på djupa bassänger, " tillade hon, "och om du får fel placering av förstärkningseffekterna, du kommer att ha en tillämpning av byggnormen som inte är rätt för specifika platser."

Forskarna kunde se ett mönster av platsförstärkning efter jordbävningen i Ridgecrest med hjälp av ett nätverk av mer än 500 seismiska stationer över hela regionen, inklusive 360 ​​stationer som tillhör Community Seismic Network (CSN). CSN består av lågprisaccelerometrar placerade i hela Los Angeles-området, mest anmärkningsvärt i Los Angeles Unified School District-byggnader. Data från nätverket kan bearbetas på sensorplatsen eller i molnet, och Kohler kallar det "ett riktigt bra exempel på ett medborgarvetenskapligt projekt som har fungerat i ett decennium."

"Ju tätare det seismiska nätverket du har, desto bättre upplösning, desto bättre kan du se variationer i små rumslig skala i markskakning, " förklarade Kohler.

Hon jämförde resultaten med att plötsligt kunna plocka enskilda stjärnors drag ur en kosmisk oskärpa med ett bättre teleskop. "Vi ser en detaljnivå som är mycket högre än vad som har setts tidigare."

Det är troligt att flera fenomen bidrar till variationer i skakförstärkningen runt bassängen, Kohler noterade. Hon och hennes kollegor är särskilt fascinerade av en möjlighet:att grunda nedgrävda sedimentavlagringar associerade med historiska vattendrag och olje- och gasutveckling kan spela en roll.

"Vi undersöker aktivt om det finns en rumslig korrelation mellan var dessa gamla och nuvarande vattensystem associerade med L.A.-floden kan ha en effekt, "Köhler sa, "om det finns ett samband mellan var vattensystemen finns och förr fanns, och den typ av förstärkning du ser i markrörelse."