Norra Chile är ett idealiskt naturligt laboratorium för att studera uppkomsten av jordbävningar. Här, Pacific Nazca-plattan glider under den sydamerikanska kontinentalplattan med en hastighet av cirka 65 millimeter per år. Denna process, känd som subduktion, skapar spänningar mellan de två plattorna och forskare förväntade sig därför en megajordbävning här förr eller senare, som den senaste 1877. Men även om norra Chile är en av fokuspunkterna för global jordbävningsforskning, fram tills nu fanns det ingen heltäckande datauppsättning om strukturen i den marina underytan – förrän naturen själv gick in för att hjälpa till.

Den 1 april 2014 ett segment av subduktionszonen brast slutligen nordväst om staden Iquique. Jordbävningen med en momentstyrka på 8,1 släppte åtminstone delar av ackumulerade spänningar. Efterföljande seismiska mätningar utanför Chiles kust samt kartläggning av havsbotten och landbaserade data gav en hittills unik inblick i plattgränsens arkitektur. "Bland annat, detta gör att vi kan förklara varför ett relativt allvarligt skalv som det 2014 bara utlöste en relativt svag tsunami, säger Florian Petersen från GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel. Han är huvudförfattaren till studien, som nu har publicerats i tidskriften Geofysiska forskningsbrev .

Redan i december 2014, bara åtta månader efter den största jordbävningen, Kiel-teamet använde 15 seismiska mätinstrument speciellt utvecklade för djuphavet utanför Chiles kust. "De logistiska och även administrativa utmaningarna för utplaceringen av dessa havsbottenseismometrar är utmanande och åtta månaders förberedelsetid är mycket kort. eftersom undersökningarna är avgörande för att bättre förstå riskpotentialen i plåtmarginalen utanför norra Chile, till och med den chilenska flottan stödde oss till slut genom att göra sin patrullbåt COMANDANTE TORO tillgänglig, " rapporterar projektledaren och medförfattaren Dr. Dietrich Lange från GEOMAR.

I slutet av 2015 dessa havsbottenseismometrar (OBS) återfanns av det tyska forskningsfartyget SONNE. Teamet ombord servade enheterna, läste upp data och placerade OBS på havsbotten igen. Det var inte förrän i november 2016 som det amerikanska forskningsfartyget MARCUS G. LANGSETH äntligen återfann dem. "Tillsammans med data från land, vi har erhållit en seismisk datauppsättning av jordbävningsregionen över 24 månader, där vi kan hitta signalerna från många efterskalv. Detta är unikt än så länge, " förklarar Florian Petersen, för vilken studien är en del av hans doktorsavhandling.

Utvärderingen av de långsiktiga mätningarna, där kollegor från Universidad de Chile och Oregon State University (USA) också var involverade, visade att ett oväntat stort antal efterskalv fanns mellan den faktiska jordbävningsbrottszonen och djuphavsgraven. "Men det som förvånade oss ännu mer var att många efterskalv var ganska grunda. De inträffade på den överliggande sydamerikanska kontinentalplattan och inte längs plattgränsen för den doppande Nazca-plattan, säger Petersen.

Under många jordbävningscykler, dessa efterskalv kan starkt störa och spränga havskanten av kontinentalplattan. Resulterande luckor fylls med porvätskor. Som ett resultat, författarna drar slutsatsen, energin från skalven kan bara fortplanta sig nedåt, men inte till djuphavsgraven utanför Chiles kust. "Därför, det fanns inga stora, plötsliga förskjutningar av havsbotten under jordbävningen 2014 och tsunamin var lyckligtvis relativt liten", säger Florian Petersen.

Frågan kvarstår fortfarande om jordbävningen i Iquique 2014 redan var det förväntade stora skalvet i regionen eller om det bara släppte en del av den stress som byggts upp sedan 1877. "Regionen är fortfarande väldigt spännande för oss. De nuvarande resultaten var bara möjliga på grund av det nära samarbetet mellan flera nationer och användningen av forskningsfartyg från Tyskland, Chile och USA. Detta visar den enorma ansträngning som krävs för att studera marina naturrisker. Dock, detta är avgörande för en detaljerad bedömning av risken för kuststäderna i norra Chile, så alla var dedikerade till uppgiften, säger medförfattaren Prof. Dr. Heidrun Kopp från GEOMAR.