Till vänster:ett jordbävningsbrott med sned glidning. Ytan som skär genom jordskorpan är ett fel. Den sneda förskjutningen av det lilla blocket indikerar glidriktningen. Färgerna på felplanet visar mängden felglidning vid fem på varandra följande gånger, genereras av en datorsimulering. Slirningen är begränsad i djupet och sveper längs förkastningen med en hastighet som kallas brotthastighet. Höger :de brotthastigheter som stora sneda jordbävningar kan uppnå. Detta diagram visar hur de stadiga brotthastigheterna för stora jordbävningar i den nya modellen av Weng och Ampuero (2020) beror på slirningsvinkeln och på styrkan i förkastningen. Kredit:H. Weng och J.P. Ampuero, Naturgeovetenskap (2020).
I en artikel publicerad den 9 november i Naturgeovetenskap , Jean-Paul Ampuero och Huihui Weng, två forskare från Université Côte d'Azur och det franska nationella forskningsinstitutet för hållbar utveckling (IRD-France) föreslår en ny modell för att förutsäga utbredningshastigheten för jordbävningar.
Bland de mest skadliga naturriskerna, jordbävningar är fortfarande idag ett av de minst förstådda fenomenen inom geovetenskapen. Jordbävningar inträffar när stenar på vardera sidan av ett tektoniskt förkastning glider. Den glidande, dock, uppstår inte längs hela felet på en gång utan börjar vid ett tillfälle, hypocentret, och sprider sig sedan över hela förkastningen med en hastighet som kallas jordbävningens "brotthastighet". Geofysiker är särskilt intresserade av brotthastigheter eftersom ju snabbare de är, ju starkare de seismiska vågorna är och därför desto större skada orsakas.
Seismiska modeller som hittills utvecklats drog slutsatsen att jordbävningar inte kunde fortplanta sig på ett stabilt och hållbart sätt med godtyckliga hastigheter. Forskare hade därför bestämt ett "förbjudet hastighetsintervall" beläget mellan hastigheten för P- och S-vågor, de två huvudsakliga seismiska vågorna som utbreder sig genom jorden. Dock, framsteg i den seismologiska observationen av jordbävningar har gjort det möjligt att visa att de senaste jordbävningarna faktiskt hade spridit sig inom det förbjudna området. Så var fallet för 2018 års jordbävning i Palu, Indonesien, till exempel, som orsakade en destruktiv tsunami.
Oavbruten brotthastighet på grund av sned glidning
För att lösa denna förbryllande inkonsekvens mellan jordbävningsteori och observationer, forskare från Université Côte d'Azur och IRD utvecklade en ny modell för att förutsäga utbredningshastigheten för jordbävningar. Denna bedrift åstadkoms med den högpresterande datorn från Côte d'Azur-observatoriet, en av deltagarna i OPAL, en delad plattform som ger tillgång till alla beräkningsresurser i regionen.
Forskarna lyckades övervinna två avgörande begränsningar i de tidigare modellerna. Den första var att förlita sig på 2-dimensionella modeller, medan jorden är 3-dimensionell. Den andra var att anta antingen en horisontell eller en vertikal glidriktning, medan jordbävningsglidning kan vara snett. Genom att övervinna dessa två begränsningar, de kunde förklara varför de "förbjudna hastigheterna" faktiskt är tillåtna.
"En av de största utmaningarna för att förebygga jordbävningar är att förutsäga deras inverkan. Vi måste ta tillfället i akt för att introducera mer fysik i utvärderingen av seismiska faror, vilket har varit väldigt empiriskt hittills, " påpekar Huihui Weng, forskare vid Université Côte d'Azur. "Den nya modellen tillhandahåller validerade teoretiska element som i slutändan kan användas för att förbättra sättet att utvärdera seismisk risk, " tillägger Jean-Paul Ampuero, seismolog vid IRD.
