Idén att jordbävningar släpper på stress av ett enda kraftigt skalv längs ett enda förkastningsplan kan behöva korrigeras. En nyligen genomförd studie av forskare från Karlsruhe Institute of Technology (KIT) med deltagande av GFZ German Research Centre for Geosciences och internationella partnerinstitutioner påpekar att det skulle vara mer korrekt att tala om en zon med många förkastningsplan, varav några är parallella.

Enligt författarna kan studiens resultat bidra till att skapa mer realistiska modeller för jordbävningar och jordbävningsrisker i subduktionszoner. Studien är publicerad i tidskriften Nature .

Det internationella teamet under ledning av förstaförfattaren Caroline Chalumeau från KIT undersökte en serie jordbävningar i Ecuador på Sydamerikas västkust. Där subduceras Stillahavsplattan under den kontinentala sydamerikanska plattan. Subduktion leder upprepade gånger till mycket allvarliga jordbävningar. Den senaste serien av jordbävningar i Taiwan, vars största skalv dödade nio personer och orsakade omfattande skador på Taiwans östkust i början av april, kan också tillskrivas subduktion.

Serien av jordbävningar i Ecuador som analyserades av teamet började den 12 mars 2022 och slutade den 26 maj 2022. Det allvarligaste skalvet (magnituren 5,8) inträffade den 27 mars och utlöste många mindre efterskalv under en kort tidsperiod. Ett tätt nätverk av 100 seismometrar fanns i regionen vid denna tidpunkt. Den hade satts upp för offshore-experimentet "Högupplöst avbildning av subduktionsfelet i Pedernales Earthquake Rupture zone" (förkortat HIPER).

Med de utomordentligt detaljerade data från HIPER-experimentet och med hjälp av artificiell intelligens kunde forskarna kartlägga mer än 1 500 jordbävningar och deras respektive förkastningsplan på ett djup av 15 till 20 kilometer i mycket hög upplösning.

"Vi observerade att jordbävningens seismicitet inträffade i en primär region - den huvudsakliga jordbävningen så att säga - och i en sekundär region, d.v.s. efterskalv", säger första författaren Dr. Caroline Chalumeau från Geophysical Institute (GPI) vid KIT. "Inom den primära regionen observerade vi att seismiciteten inträffade på flera olika förkastningsplan, ofta ovanpå varandra. På vissa ställen förekom parallella seismiskt aktiva plan, på andra platser bara enstaka."

Parallellen mellan skalven var inte kopplad till ett specifikt djup. "Vi har hittat indikationer på att den tidigare idén att spänningen släpps av ett enda kraftigt skalv längs ett enda förkastningsplan kan vara ett minne blott", säger professor Andreas Rietbrock från GPI. "Istället borde vi snarare tala om ett förkastningsnätverk där en serie brott släpps ut inom en enda jordbävning."

Analysen av den ecuadorianska skalvserien ger också nya insikter om efterskalv. Dessa inträffade först nära epicentrum av huvudbävningen och spred sig sedan gradvis åt andra håll, säger Chalumeau. Av detta drar hon slutsatsen att spridningen av efterskalv i regionen främst styrs av efterhalk.

Prof. Onno Oncken från GFZ säger:"Med detta arbete har Caroline Chalumeaus team presenterat den första skarpa seismologiska bilden av en seismogen plattgräns. Å ena sidan bekräftar den befintliga geologiska observationer och å andra sidan förklarar den framgångsrikt spridning av efterskalv med ett nytt tillvägagångssätt. Tidigare antaganden om att till exempel vätskediffusion orsakar efterskalv har alltså motbevisats."

Resultaten är också viktiga för att bedöma jordbävningsrisken i subduktionszoner. "Studien kommer att påverka framtida modellering av jordbävningar, men också av aseismiska glidningar, det vill säga plattrörelser utan jordbävningar", säger Rietbrock.

Mer information: Caroline Chalumeau et al, Seismologiska bevis för ett multifault-nätverk vid subduktionsgränssnittet, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07245-y

Journalinformation: Natur

Tillhandahålls av Helmholtz Association of German Research Centers