Elke 14 maanden rammelen stille aardbevingen zo lichtjes de subductiezone van Cascadia, die in staat is om een aardbeving met een kracht van 9.0 te veroorzaken. Onderzoek toont nu aan dat deze zogenaamde aseismische aardbevingen verband houden met vloeistof dat kilometers onder de grond beweegt.
Deze bevindingen hebben geen invloed op wat we weten over het risico van een gevaarlijke aardbeving in de regio Cascadia; die informatie is bekend uit de cyclus van het opbouwen en loslaten van stress tijdens grote aardbevingen, zei Pascal Audet, een geofysicus aan de Universiteit van Ottawa en medeauteur van het nieuwe onderzoek. Een beter begrip van de aseismische aardbevingen zou uiteindelijk kunnen helpen de kloof in begrip tussen deze goed geobserveerde aardbevingscyclus en de processen die diep in de subductiezone plaatsvinden te overbruggen.
De nieuwe studie, gepubliceerd op 22 januari in het tijdschrift Science Advances, keek naar de Cascadia-subductiezone, een seismisch actief gebied dat zich uitstrekt van Noord-Californië tot Vancouver Island, waar de oceanische Juan de Fuca-plaat onder, of onder, onder het westen glijdt Noord Amerika. Volgens het Oregon Office of Emergency Management heeft het gebied in het verleden aardbevingen van magnitude 9.0 meegemaakt en kan het in de toekomst aardbevingen van vergelijkbare of grotere omvang ervaren. Een enorme aardbeving in de regio kan ook een tsunami tot 30,5 m veroorzaken.
De innerlijke werking van het foutsysteem is echter nog steeds een uitdaging om te begrijpen. Onderzoekers hebben nu gevoelige grondinstrumenten die extreem langzame, subtiele bewegingen diep in de subductiezone kunnen detecteren, zei Audet. Deze instrumenten hebben aangetoond dat delen van de fout tussen de twee subducterende platen regelmatig wegglijden en langzaam bewegen over een periode van dagen of weken. De slip is te geleidelijk om merkbaar schudden op de grond te veroorzaken, maar kan nieuwe delen van de fout onder druk zetten, waardoor het risico op grote aardbevingen toeneemt.
Onderzoekers weten ook dat de rotsen die deze langzame slip ondergaan, 40 kilometer naar beneden, verzadigd zijn met vocht, zei Audet. De vloeistoffen, gevangen in kleine poriën in de rots, staan onder grote druk van de rots en de aarde erboven. Dit verzwakt het verzadigde gesteente, wat kan bijdragen aan de slow-slip-afleveringen van de fout.
Het nieuwe onderzoek onderzocht het verband tussen de vloeistoffen en de slip. Audet en zijn collega's vergeleken 25 jaar tremor-gegevens van het zuiden van Vancouver Island met gegevens over de rotsstructuur en de druk vele kilometers lager. Er waren 21 slow-slip aardbevingsgebeurtenissen in die periode. Bij elke onmerkbare aardbeving, vonden ze, daalde de vloeistofdruk snel.
"Dit kan betekenen dat een deel van de vloeistoffen ontsnapt in de bovenliggende rotsmassa, of dat de microfracturen uitzetten en de vloeistoffen tot op zekere hoogte decomprimeren", schreef Audet in een e-mail aan WordsSideKick.com. 'Deze verandering is echter zeer snel en vindt plaats gedurende een periode van dagen of misschien weken.'
De bevinding is het eerste directe bewijs dat de vloeistoffen in subductiezones tijdens slow slip bewegen, zei Audet. Maar nu is het een vraag over kip en ei. Uit de beschikbare gegevens is niet duidelijk of de vloeistofbewegingen de langzame aardbevingen veroorzaken, of dat de vloeistof beweegt als reactie op het wegglijden van de rotsen.
Audet en zijn collega's werken nu om te zien of ze dezelfde link tussen vloeistoffen en slow slip kunnen vinden in andere subductiezones over de hele wereld. Cascadia is een bijzonder eenvoudig voorbeeld van langzame slip, waarbij de geleidelijke trillingen over de hele fout optreden, zei Audet; andere subductiezones zijn complexer. Het begrijpen van het gedrag van vloeistoffen tijdens deze gebeurtenissen kan echter helpen verklaren waarom sommige subductiezones regelmatig slow-slip-gebeurtenissen ervaren en waarom sommige grilliger zijn.
