Co mogą ujawnić roje trzęsień ziemi w centralnym Utah na temat zachodnich trzęsień ziemi?

Większość trzęsień ziemi, które występują pod Wielkim Basenem Zachodnim, to fale sztormowe, skupione razem w czasie i przestrzeni. Naukowcy nazywają te grupy sejsmiczne „rojami”, kategorią odmienną od wielu wstrząsów wtórnych, które następują po dużym trzęsieniu, takim jak Trzęsienie ziemi o sile 5,7 w skali Richtera W 2020 roku błąd Wasatch.

Zamiast rozkładać się równomiernie w czasie, wiele z tych małych, często niedostrzegalnych trzęsień ziemi uderza w dany obszar w krótkim czasie, powiedzmy kilka dni lub tygodni.

Centralny Utah był sceną dziesiątek roje trzęsień ziemi które zostały zarejestrowane w ciągu ostatnich 40 lat przez stale rozwijającą się sieć tablic sejsmicznych obsługiwanych przez University of Utah.

Teraz sejsmolodzy z Utah analizują dane sejsmiczne z dziesięcioleci w nadziei na ustalenie znaczenia tych rojów dla złożonego geologicznie regionu znanego jako gorący punkt geotermalny oraz dla niedawnej aktywności wulkanicznej – w kategoriach geologicznych.

„W środkowym Utah roje sejsmiczne są bardziej powszechne niż jakikolwiek inny typ sekwencji. Przyjrzeliśmy się wszystkim rodzajom sekwencji, ale 80% sekwencji to roje. To niesamowite” – powiedział doktor habilitowany Geza Petersen. „Widzieliśmy również, że te elementy są bardzo heterogeniczne. Tak więc jedno miejsce w środkowym Utah może zachowywać się bardzo, bardzo różnie od innych oddalonych o zaledwie 30, 40, 50 kilometrów”.

Wyniki opublikowano 13 lipca w czasopiśmie Nature Geochemia, geofizyka i systemy geologiczne.

Gorący punkt geotermalny

FORGE znajduje się poza Milford, na obszarze badawczym obejmującym hrabstwa Beaver, Iron, Sevier i Paiute. Obszar badawczy jest domem dla trzech elektrowni geotermalnych i obejmuje miasta Circleville, Beaver i Richfield.

Naukowcy uważają, że trzęsienia ziemi są powodowane przez gorącą wodę, zasilaną energią geotermalną, przelewającą się przez pęknięcia w skorupie ziemskiej.

W ciągu ostatnich 40 lat stacje sejsmiczne Uniwersytetu Utah wykryły sekwencje sejsmiczne charakteryzujące się trzęsieniami ziemi o sile 1,5 lub większej. Ale po dalszej analizie danych Peterson i Banko byli w stanie zidentyfikować setki dodatkowych, mniejszych trzęsień ziemi o sile 0,5 magnitudo zarejestrowanych w 50 różnych sekwencjach.

Dochodzą do wniosku, że 40 kwalifikuje się jako eskadry. Wiele można się nauczyć z tych małych trzęsień ziemi, ale według Panko, zastępcy dyrektora Seismograph Stations, trudno je badać.

„Wszyscy martwimy się o Wasatch Front, ale inną rzeczą, o której należy wiedzieć, jest to, że mamy trzęsienia ziemi w całym Utah” – powiedział Pankoff. „Odnotowaliśmy pewien poziom, ale w niektórych z tych miejsc prawdopodobnie przez cały czas występują trzęsienia ziemi, których nie widzimy. To naprawdę ważna rzecz do zrozumienia”.

Tysiące trzęsień ziemi

Podsumowując, naukowcy przeanalizowali 2300 trzęsień ziemi, z których większość miała siłę od 1 do 3 w skali Richtera, z których największe miało siłę 5,1 stopnia w skali Richtera, które nawiedziło wschód od Richfield w 1989 roku. To trzęsienie nie było częścią roju, ale było wstrząsem głównym, po którym nastąpiło kilka wstrząsów wtórnych. Według Petersena pełny katalog badanego obszaru zawiera 20 000 wydarzeń w latach 1981-2023.

„Nie możemy jednak dokładnie określić, ile z nich jest częścią sekwencji, ponieważ ograniczamy badanie sekwencji obejmujących co najmniej 20 trzęsień ziemi w ciągu 10 dni. Nie patrzymy na mniejsze sekwencje, ponieważ potrzebujemy dolnej granicy, aby przyjrzeć się parametrom statystycznym i porównać charakterystyczne wzorce sekwencji” – powiedziała.

„Jednak w latach 80. i 90. sieć trzęsień ziemi w Utah nie była tak gęsta jak obecnie. Stacji było znacznie mniej. Możemy więc badać tylko większe sekwencje o większej magnitudzie niż te czasy. Prawdopodobnie jest o wiele więcej rojów lub sekwencji sejsmicznych”.

Badanie znacznie rozszerza inne niedawne badanie, które koncentrowało się wyłącznie na roju setek małych trzęsień ziemi wokół Milford wiosną 2021 r. W tym obszarze nie odnotowano dużej aktywności sejsmicznej w 40-letnim oknie danych sejsmografu. Petersen powiedział, że w tym samym okresie co kilka miesięcy w pobliskich górach mineralnych na zachodzie trzęsienia ziemi występowały częściej.

„Więc jest to bardzo heterogeniczny system” – powiedziała. „Masz grupę trzęsień ziemi w tym samym miejscu i możesz zacząć uczyć się o strukturach, które aktywują się w miejscu. Jeśli masz tylko jedno trzęsienie ziemi, nie możesz się tak wiele nauczyć”.

Roje metalicznych gór odkryto po raz pierwszy kilka lat temu, kiedy zainstalowano nowe sejsmometry na potrzeby projektu badań geotermalnych FORGE.

„Wcześniej nie mieliśmy decyzji, ale teraz widzimy, że zawsze nadchodzą wydarzenia i to szybko” – powiedział Petersen. „W ciągu kilku godzin nagle masz 30, 40, 50 zdarzeń, a potem znów się zatrzymuje. Masz to w kółko, masz tak dużą aktywność. Naprawdę tego nie czujesz. Jest na to tak mały, ale możemy to zobaczyć na sejsmometrach”.

Tytuł artykułu to „Small-Scale Seismic Swarms in Central Utah (USA): Interactions of Regional Tectonics, Local Structures and Hydrothermal Systems”.