En ny studie hittar en naturligt förekommande "jordbävningsport" som avgör vilka jordbävningar som får växa till storlek 8 eller större.

Ibland, "grinden" stoppar jordbävningar i storleksordningen 7, medan de som passerar genom porten växer till storlek 8 eller större, släpper ut över 32 gånger så mycket energi som en magnitud 7.

"En jordbävningsport är som någon som dirigerar trafiken mot en enfilig byggzon. Ibland drar man upp och får en grön "gå"-skylt, andra gånger har du en röd "stopp"-skylt tills förhållandena ändras, " sa UC Riverside geolog Nicolas Barth.

Forskare lärde sig om denna port när de studerade Nya Zeelands alpina förkastning, som de fastställde har cirka 75 procents chans att producera en skadlig jordbävning inom de närmaste 50 åren. Modelleringen tyder också på att nästa jordbävning har en 82 procents chans att brista genom porten och ha en magnitud på 8 eller högre. Dessa insikter publiceras nu i tidskriften Naturgeovetenskap .

Barth var en del av ett internationellt forskargrupp med forskare från Victoria University of Wellington, GNS Science, universitetet i Otago, och US Geological Survey.

Deras arbete kombinerade två metoder för att studera jordbävningar:bevis på tidigare jordbävningar som samlats in av geologer och datorsimuleringar som drivs av geofysiker. Endast genom att använda båda gemensamt kunde forskarna få ny insikt om det förväntade beteendet hos framtida jordbävningar på alpina förkastningen.

"Stora jordbävningar orsakar allvarliga skakningar och jordskred som leder skräp nerför floder och in i sjöar, "sa huvudförfattaren Jamie Howarth, Victoria University of Wellington geolog. "Vi kan borra flera meter genom sjösedimenten och känna igen distinkta mönster som tyder på att en jordbävning skakade området i närheten. Genom att datera sedimenten, vi kan exakt bestämma när jordbävningen inträffade."

Sedimentära register som samlats in på sex platser längs alpina förkastningen identifierade omfattningen av de senaste 20 betydande jordbävningarna under de senaste 4, 000 år, vilket gör det till ett av de mest detaljerade jordbävningsrekorden i sitt slag i världen.

Fullständigheten i detta jordbävningsrekord erbjöd en sällsynt möjlighet för forskarna att jämföra sina data med 100, 000-års rekord av datorgenererade jordbävningar. Forskargruppen använde en jordbävningssimuleringskod utvecklad av James Dieterich, framstående professor emeritus vid UC Riverside.

Endast modellen med felgeometrin som matchade Alpinfelet kunde reproducera jordbävningsdata. "Simuleringarna visar att en mindre jordbävning med en storlek på 6-7 vid jordbävningsporten kan förändra påfrestningarna och bryta sträckan av större jordbävningar, "Barth sa." Vi vet att de tre senaste sprickorna passerade genom jordbävningsporten. I vår modell med bäst passform kommer nästa jordbävning också att passera 82 % av tiden."

Ser man bortom Nya Zeeland, jordbävningsportar är ett viktigt område för aktiv forskning i Kalifornien. Southern California Earthquake Center, ett konsortium av över 100 institutioner där UCR är en kärnmedlem, har gjort jordbävningsportar till en forskningsprioritet. Särskilt, forskare riktar sig till regionen Cajon Pass nära San Bernardino, där växelverkan mellan San Andreas- och San Jacinto-förkastningarna kan orsaka jordbävningsportbeteende som kan reglera storleken på nästa skadliga jordbävning där.

"Vi börjar komma till den punkt där våra data och modeller är tillräckligt detaljerade för att vi ska kunna förutse jordbävningsmönster. Inte bara hur sannolikt en jordbävning är, men hur stor och hur utbredd den kan vara, vilket hjälper oss att förbereda oss bättre, sa Barth.