En ny studie fann förbisedda tsunamifaror relaterade till undervattensvatten, strandnära strejkfel, speciellt för kuststäder som gränsar till förkastningar som korsar inre vikar. Flera områden runt om i världen kan falla i denna kategori, inklusive San Francisco Bay-området, Izmitbukten i Turkiet och Al-Aqababukten i Egypten.

Studien som leds av University of Illinois Urbana-Champaign professor i civil- och miljöteknik Ahmed Elbanna och professor Ares Rosakis från California Institute of Technology använde Super Waters Blue Waters vid National Center for Supercomputing Applications för att modellera tsunami-faror relaterade till strejkfel runt Globen. Resultaten publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences .

"När vi såg stora tsunamier utlösta av jordbävningar längs med förkastningar, folk antog att jordbävningen kanske hade orsakat ett undervattensskred, tränger undan vatten på det sättet, sa Rosakis.

Forskarna sa att ett slag-slipförkastning existerar när två stenblock på förkastningslinjen glider horisontellt förbi varandra. San Andreas-förkastningen är ett exempel på ett strejkfel.

I september 2018, en måttlig jordbävning på 7,5 och oväntat kraftfull tsunami svepte genom Palu, en stad belägen på insidan av Palu Bay på den indonesiska ön Sulawesi. Skalvet inträffade längs en nordväst-sydost trendig strejk-slip-förkastning som går genom staden och störtar nedanför bukten längs Palus nordvästra strand.

"Det såg ut som en bulldozer hade kommit in och jämnat ut staden, " sa medförfattaren Costas Synolakis, presidenten för Athens College och professor i civilingenjör vid University of Southern California, som undersökte området efter den förödande händelsen. "Det är därför det är så viktigt att vi försöker förstå vad som verkligen hände."

Det finns studier som undersöker samband mellan strejkfel och tsunamier. Dock, de fokuserar på specifika felsystem eller geografiska platser, döljer de komplexa detaljerna i förkastningsgeometrin och batymetrin, studierapporterna.

"Det unika med vår studie är att istället för att överväga en platsspecifik händelse, vi fokuserade på grunderna för ett slag-slip-felsystem som samverkar inom gränserna för en smal vik, " sa Elbanna. "Vi valde att simulera ett mycket grundläggande planfel som passerar genom en mycket förenklad slätbottnad vik, liknar ett badkar. Genom att ha denna förenklade baslinjemodell kan vi generalisera till vilken plats på planeten som helst som kan vara i riskzonen."

Intersoniska jordbävningar är felbrott som sker så snabbt att deras rörelse överträffar de seismiska skjuvvågorna de genererar – som en ljudboom, men med stötvågen som rör sig genom jordskorpan. Simuleringarna fann att intersoniska jordbävningar kan ge tillräckligt med energi och tillräckligt stora horisontella förskjutningar för att utlösa stora tsunamivågor.

När sådana jordbävningar inträffar i en smal vik, forskarna rapporterade tre distinkta faser som kan leda till en tsunami:den initiala förkastningsrörelsen och stötvågen som orsakade nästan omedelbar skakning av kustlandet; förskjutning av vatten medan jordbävningen inträffar; och gravitationsdriven rörelse av tsunamivågen efter att markrörelsen har avtagit som för vågen till stranden.

"Var och en av dessa faser kommer att ha olika effekt beroende på den unika geografin för det omgivande landet och buktens batymetri, "Sa Elbanna." Och, till skillnad från jordbävningarna och efterföljande vattenförskjutning som sker många mil utanför havet, en jordbävning och tsunami som inträffar inom en viks smala gränser kommer att tillåta mycket kort varningstid för kusten."

Elbanna jämför effekten av horisontella slag-slip-förskjutningar med att hålla en vattenkopp i handen och skaka den horisontellt.

"Den skvalpande rörelsen är ett resultat av den horisontella skakningen. När en jordbävning inträffar längs en förkastning i en smal vik, den horisontella markrörelsen trycker och drar gränserna för viken vilket leder till förskjutning av vatten i vertikal riktning och initiering av tsunamin, " han sa.

"Den fysikbaserade modellen som används i den här studien ger kritisk insikt om faran som är förknippad med halkafel, särskilt, behovet av att ta hänsyn till sådan risk för att mildra framtida skador på andra vikar som genomkorsas av smutsfel, " sa Illinois doktorand Mohamed Abdelmeguid, som genomförde simuleringarna tillsammans med före detta doktorand Xiao Ma, för närvarande senior forskare vid Exxon Mobil.

De riskområden som identifierats av teamet – norra Kalifornien, Turkiet och Egypten - har upplevt intersoniska jordbävningar tidigare, och forskarna rekommenderar att man återbesöker riskklassificeringen för tsunami för undervattensförkastningar, särskilt de som korsar smala vikar.

"Det kanske inte ser ut som tsunamiscenen från Dwayne Johnsons "San Andreas" film, men tsunamirisken för norra Kalifornien och flera platser över hela världen måste ses över på allvar, sa Elbanna.