Bevis från undervattensskred under Nya Zeelands jordbävning i Kaikōura 2016 kan hjälpa forskare att bättre förstå världens största, tsunamigenererande skalv.

Forskare från Nya Zeelands Te Herenga Waka—Victoria University of Wellington, National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA), GNS Science, och University of Auckland, och Kyoto University i Japan, har verifierat teorier om att specifika detaljer om förhistoriska skalv i subduktionszonen kan visas av omfattningen av havsbottensediment.

Deras papper in Naturgeovetenskap , visar skalvet med magnituden 7,8 i Kaikōura den 14 november 2016 som utlöste jordskred som utvecklades till bottennära lerslam som rann ut långt bortom det ursprungliga jordskredet.

De avsatte till slut material i lager som kallas turbiditer i 10 på varandra följande kanjoner längs en 200 kilometer lång sträcka av Hikurangi subduktionsmarginal, från Marlborough genom Cook Strait till södra Wairarapa-kusten.

Huvudförfattare Dr Jamie Howarth, en universitetslektor vid Victoria University of Wellington's School of Geography, Miljö och geovetenskaper, säger att forskningen är banbrytande och kan hjälpa till med seismiska risker. Det stöds av Nya Zeelands EQC (Earthquake Commission) och ett bidrag från Marsden Fund.

"Vår forskning visar för första gången att fördelningen av turbiditer längs subduktionszoner troget registrerar den rumsliga utsträckningen av starka markrörelser under jordbävningar, " säger Dr Howarth. "Det bekräftar att turbiditer som bevaras i sedimentkärnor på ett tillförlitligt sätt kan användas för att rekonstruera tidigare jordbävningar, deras felbrottsriktningar, och förstärkning av jordbävningens markrörelser.

"Den ger bevis för att grumlingar kan fungera som "naturliga seismometrar" och banar väg för att använda grumligheter som bevaras i sedimentkärnor för att bestämma brottriktningen och rumslig variabilitet av markrörelser under förhistoriska jordbävningar. Båda är väsentliga element för tillförlitlig seismisk fara prognoser men hittills har det varit svårt eller omöjligt att sluta sig till från det geologiska rekordet."

Utlösningen som undersöktes i studien inträffade längs Hikurangi-marginalen från cirka 15 km sydost om brottspetsen i Conway-tråget, söder om Kaikōura, till cirka 120 km norr om brottspetsen, mellan kanjonerna Pahaoa och Honeycomb utanför södra Wairarapa-kusten.

Subduktionszoner genererar världens största och mest destruktiva jordbävningar. Jordbävningen i Tohoku med magnituden 9,0 i mars 2011 i Japangraven och efterföljande tsunami dödade 15, 897 människor och orsakade skador på 360 miljarder USD.

Dr Howarth säger att eftersom dessa stora jordbävningar är sällsynta på mänskliga tidsskalor, att förutsäga deras förekomst kräver bevis från långa geologiska register.

"Turbiditer i marina sedimentkärnor producerar utan tvekan de längsta och mest kompletta registreringarna av jordbävningar i subduktionszonen runt om i världen, men användningen av dem i prognoser har diskuterats kraftigt av jordbävningsforskare, eftersom det finns få exempel där förhållandet mellan felet/felen som brister i en jordbävning, den rumsliga omfattningen av stark skakning, och avsättning av grumlighet har observerats.

"Arbetet har global relevans och är också särskilt relevant för Nya Zeeland eftersom det visar att turbiditer är pålitliga registrerare av tidigare jordbävningar på Hikurangi-marginalen, Nya Zeelands största potentiellt farliga källa till stora skalv."

NIWA maringeolog och medförfattare Dr. Alan Orpin säger att de utbredda bevisen på lokaliserade undervattensskred och grumlingar erbjuder "en sällsynt möjlighet" att testa några grundläggande antaganden från en av de bäst övervakade jordbävningarna i historien.

"Vi kan nu utforska äldre grumlingar som samlats in från Hikurangi-marginalen för att bedöma om de också representerar tidigare jordbävningar och hur brett de kändes av havslandskapet."

GNS Science seismolog och medförfattare Dr. Yoshihiro Kaneko säger att studien elegant har förklarat rörelsen av grumlighetsströmmar med hjälp av avancerade simuleringar av havsbottenskakning.

"Initialt, Forskare var förbryllade över att grumligheter utlöstes så långt som 120 km från brottet, men ingen sågs på nära håll. Dock, detta oväntade mönster korrelerar fint med markskakande intensitet kontrollerad av jordbävningen som bryter från söder till norr och närvaron av mjukare sediment längs Hikurangi-marginalen."