Außergewöhnliche wissenschaftliche Entdeckung: Das Klima kann Erdbeben verursachen

Wissenschaftler vom MIT durchgeführt Entdeckung so sicher Meteorologische Phänomene Möglicherweise spielen sie auch eine Rolle bei der Auslösung einiger Erkrankungen Erdbeben.

In einem Studie das in Science Advances erscheint, das Forscher berichten, dass heftige Schneefälle und Regenfälle in den letzten Jahren wahrscheinlich zu einer Reihe von Erdbeben im Norden beigetragen haben Japan. Er wissenschaftliche Entdeckung ist der erste, der das zeigt Wetterverhältnisse könnte einige Erdbeben verursachen.

„Wir sehen, dass die Schneefall und andere Umweltbelastungen an der Oberfläche wirken sich auf den Spannungszustand unter der Oberfläche aus, und der Zeitpunkt intensiver Niederschläge korreliert gut mit dem Einsetzen dieses Schwarms Erdbeben„sagt Studienautor William Frank, Assistenzprofessor am Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) am MIT (Massachusetts Institute of Technology), in einer Erklärung.

„Das Klima hat also offensichtlich einen Einfluss auf die Reaktion der festen Erde, und ein Teil dieser Reaktion sind Erdbeben.“

Das neue Studie konzentriert sich auf eine Reihe von Erdbeben auf der Noto-Halbinsel im Gange Japan. Das Team entdeckt dass die seismische Aktivität in der Region überraschenderweise mit bestimmten Änderungen des Untergrunddrucks synchronisiert ist und dass diese Änderungen durch saisonale Schneefall- und Niederschlagsmuster beeinflusst werden.

Der Wissenschaftler Sie vermuten, dass diese neue Verbindung zwischen Erdbeben und das B ist möglicherweise nicht exklusiv für Japan und könnte dazu beitragen, andere Teile der Welt aufzurütteln.

Mit Blick auf die Zukunft sagen sie voraus, dass der Einfluss von Klima Die Auswirkungen auf Erdbeben könnten mit der globalen Erwärmung noch ausgeprägter sein.

„Wenn wir in ein sich änderndes Klima mit extremeren Niederschlägen geraten und eine Umverteilung des Wassers in der Atmosphäre, den Ozeanen und Kontinenten erwarten, wird sich die Art und Weise ändern, wie die Erdkruste geladen ist“, fügt Frank hinzu. „Das wird sicherlich Auswirkungen haben und ist ein Zusammenhang, den wir weiter untersuchen könnten.“

Hunderte Erdbeben in Japan

Seit Ende 2020 sind Hunderte von kleinen Erdbeben haben die Halbinsel Noto erschüttert Japan, ein Landstreifen, der sich von der Hauptinsel des Landes nach Norden in Richtung des Japanischen Meeres erstreckt. Im Gegensatz zu einer typischen Sequenz von Erdbebendie als Hauptschock beginnt, der einer Reihe von Nachbeben Platz macht, bevor sie abklingt, ist Notos seismische Aktivität ein „Schwarm von“. Erdbeben“, ein Muster aus mehreren Erdbeben kontinuierlich ohne größere Erschütterungen oder offensichtliche seismische Auslöser. .

Das MIT-Team zusammen mit seinen Kollegen bei Japanmachte sich daran, jedes Muster im Schwarm zu erkennen, das das Fortbestehen erklären würde Erdbeben. Sie begannen mit einem Blick auf den Katalog von Erdbeben von der japanischen Meteorologischen Agentur, die Daten über die seismische Aktivität im ganzen Land im Laufe der Zeit bereitstellt. Sie konzentrierten sich auf die Erdbeben In den letzten 11 Jahren kam es auf der Noto-Halbinsel zu Erdbeben, in denen es in der Region zu episodischen seismischen Aktivitäten kam, darunter auch der jüngste Schwarm.

Mithilfe seismischer Daten aus dem Katalog zählte das Team die Anzahl der Ereignisse seismisch das geschah in der Region im Laufe der Zeit und entdeckte, dass der Zeitpunkt des Erdbeben Vor 2020 schien es sporadisch und ohne Zusammenhang zu sein, im Vergleich zu Ende 2020, als die Erdbeben intensiver und gehäufter wurden. im Laufe der Zeit, was den Beginn des Schwarms signalisiert, wobei Erdbeben in irgendeiner Weise miteinander in Zusammenhang stehen.

Dann ist die Wissenschaftler untersuchte einen zweiten Datensatz seismischer Messungen, die von Überwachungsstationen im selben Zeitraum von 11 Jahren durchgeführt wurden. Jede Station zeichnet kontinuierlich jede lokale Verschiebung oder Erschütterung auf, die auftritt. Das Schütteln von einer Station zur anderen kann Wissenschaftlern eine Vorstellung von der Geschwindigkeit geben, mit der sich eine seismische Welle zwischen Stationen ausbreitet. Diese „seismische Geschwindigkeit“ hängt mit der Struktur der Erde zusammen, durch die sich die seismische Welle ausbreitet. Wang nutzte die Messungen der Station, um die Geschwindigkeit zu berechnen seismisch zwischen allen Stationen in und um Noto in den letzten 11 Jahren.

Der Forscher erzeugte ein sich entwickelndes Bild der seismischen Geschwindigkeit unter der Noto-Halbinsel und beobachtete ein überraschendes Muster: im Jahr 2020, als der Schwarm von Erdbebenschienen Änderungen der seismischen Geschwindigkeit mit den Jahreszeiten synchronisiert zu sein.

„Dann mussten wir erklären, warum wir diese saisonale Variation sahen“, sagt Frank.

Das Team fragte sich, ob Umweltveränderungen von Jahreszeit zu Jahreszeit die zugrunde liegende Struktur der Erde in einer Weise beeinflussen könnten, die einen Schwarm auslösen würde Erdbeben. Insbesondere untersuchten sie, wie saisonale Niederschläge den unterirdischen „Porenflüssigkeitsdruck“ beeinflussen würden: den Druck, den Flüssigkeiten in den Rissen und Spalten der Erde im Grundgestein ausüben.

„Wenn es regnet oder schneit, erhöht sich das Gewicht, was den Porendruck erhöht und Wellen entstehen lässt seismisch bewegen sich langsamer“, erklärt Frank. „Wenn all dieses Gewicht durch Verdunstung oder Abfluss entfernt wird, sinkt plötzlich der Porendruck und die seismischen Wellen werden schneller.“

Wang und Cui entwickelten ein hydromechanisches Modell der Noto-Halbinsel, um den zugrunde liegenden Porendruck der letzten 11 Jahre als Reaktion auf saisonale Niederschlagsänderungen zu simulieren. Sie führten Daten in das Modell ein meteorologisch aus demselben Zeitraum, einschließlich täglicher Messungen von Schnee, Niederschlag und Meeresspiegeländerungen.

Anhand ihres Modells konnten sie Veränderungen des übermäßigen Porendrucks unter der Noto-Halbinsel vor und während des Schwarms verfolgen. Erdbeben. Anschließend verglichen sie diese Zeitleiste der Porendruckentwicklung mit ihrem sich entwickelnden Bild der seismischen Geschwindigkeit.

„Wir hatten Beobachtungen der seismischen Geschwindigkeit und des Porenüberdruckmodells, und als wir sie überlagerten, sahen wir, dass sie sehr gut zusammenpassten“, sagt Frank.

Insbesondere stellten sie fest, dass die Übereinstimmung zwischen dem Modell und den Beobachtungen stärker war, wenn sie Schneefalldaten und insbesondere extreme Schneefalldaten einbezog, als wenn sie nur Niederschläge und andere Ereignisse berücksichtigten. Mit anderen Worten, der Schwarm von Erdbeben Die Probleme, unter denen die Bewohner von Noto leiden, lassen sich zum Teil durch saisonale Regenfälle und insbesondere starken Schneefall erklären.