Langs Gofar ubåtfeil – East Pacific Ridge-transformasjonsforkastningen, lokalisert på stor dybde utenfor kysten av Ecuador – la Stillehavsplate og det av Nazca de glir sidelengs til hverandre med en hastighet på ca 14 centimeter i året. I motsetning til de fleste av jordens feil, som er uforutsigbare og uregelmessige, Gofar-feilen genererer jordskjelv styrke omtrent 6,0 hvert 5. eller 6. årmed pauser som nesten alltid starter og slutter på de samme stedene.
I over 30 år har geofysikere og seismologer observert dette fenomenet uten å kunne forklare dets fysiske mekanisme fullt ut. I dag er forskning ledet avIndiana University Bloomington – opprettet i samarbeid med Woods Hole Oceanographic Institution, Scripps Institution of Oceanography ved University of California San Diego, US Geological Survey, Boston College, University of Delaware, Western Washington University, University of New Hampshire og McGill University – har klargjorde de underliggende mekanismene av denne overraskende regelmessigheten. Resultatene ble publisert i tidsskriftet Vitenskap.
Hvorfor Gofar-jordskjelv gjentas syklisk: studien
Ved å analysere dataene samlet inn av seismometre installert på havbunnen, fokuserte forskerne på forkastningsseksjonene mellom hovedbruddsegmentene, de s.k. «barrieresoner». I disse områdene deler forkastningen seg i flere grener, adskilt av små sideforskyvninger på noen hundre meter. Bergartene er også sterkt sprukket og porøsen tilstand som favoriserer penetrasjon avsjøvann dypt langs forkastningen. Når en jordskjelv med styrke 6 utløses i et av de blokkerte segmentene, forplanter bruddet seg til det når disse barrieresoner. Her forårsaker deformasjonen av væskemettede bergarter en kraftig reduksjon i poretrykket, noe som midlertidig øker motstanden til forkastningen og bidrar dermed til bremse spredningen av sprekken og begrense utvidelsen. Dataene viste også en tilbakevendende atferd: i dagene og ukene før store jordskjelv er barrieresoner påvirket av enintens mikroseismisitetmens de umiddelbart etter sjokket går inn i en fase med nesten absolutt seismisk stillhet. Det samme mønsteret ble observert i to forskjellige segmenter av feilen, analysert med tolv års mellomrom.
Vi har visst om eksistensen av disse barrierene i lang tid, men spørsmålet har alltid vært: hva er de laget av og hvorfor klarer de å stoppe jordskjelv så regelmessig, syklus etter syklus?
erklærte seismologen Jianhua Gongførsteforfatter av studien og assisterende professor i jord- og atmosfæriske vitenskaper ved Indiana University Bloomington.
Forskerne har derfor observert at disse barrieresonene opprettholder strukturelle egenskaper over tid som gjentatte ganger stoppe spredningen av sprekker. Det er nettopp utholdenheten til disse hindringene langs forkastningen som forklarer hvorfor Gofar-jordskjelv har en tendens til å avbryte i de samme punktene og nå, syklus etter syklus, lignende størrelserrundt 6. I løpet av de siste tretti årene ville de to analyserte barrierene bidratt til å stoppe ca. 15 jordskjelv av denne intensiteten.
Et naturlig laboratorium for å forstå kontinentale jordskjelv
Selv om Gofar-forkastningen ligger langt fra bebodde kyster og dens jordskjelv ikke utgjør en direkte fare for befolkningen, har studiens funn bredere implikasjoner. Lignende oseaniske transformasjonsfeil er utbredt på havbunnen over hele verden og produserer jordskjelv som, til tross for geologiske forhold, har en tendens til ikke å overstige visse størrelser. Ifølge forskerne, barrieresoner lik de som er identifisert ved Gofar kan være vanlige langs disse forkastningene og bidra til å begrense utvidelsen av brudd gjennom kombinasjonen av kompleks geometri, høye bergbrudd og sjøvannsinfiltrasjon. Bedre forståelse av disse mekanismene kan derfor bidra til å avgrense modellene som brukes til å beskrive utbredelse av jordskjelv og evaluere seismisk risiko langs ubåtforkastningerinkludert de som ligger nær tettbefolkede kystområder.
