Le rotture superficiali del terremoto di South Napa dell'agosto 2014 attraversano un vigneto vicino a Buhman Road, Napa Valley, California. Credito:Dan Ponti, Indagine geologica degli Stati Uniti
Un'espansione estiva della crosta terrestre causata da cambiamenti nelle acque sotterranee potrebbe aver innescato il terremoto di magnitudo 6.0 nel paese vinicolo della California nel 2014, secondo un nuovo studio.
Il 24 agosto Il terremoto di South Napa del 2014 è stato il più grande terremoto che ha scosso la Bay Area di San Francisco dal terremoto di Loma Prieta di magnitudo 6.9 nel 1989. È stato anche il primo terremoto nella regione dal 1906 a irrompere in superficie, lasciando asfalto deformato e terreno fessurato nei vigneti lungo la faglia.
Il terremoto ha avuto origine a 11,1 chilometri (6,7 miglia) sotto le paludi della baia di San Pablo lungo la faglia di West Napa. mattoni che cadono, detriti e oggetti domestici hanno ucciso due persone e ferito quasi 300, e il terremoto ha causato circa mezzo miliardo di dollari di danni.
La superficie terrestre è un collage di sottili, piastre rigide che galleggiano su un caldo, interno liquido. L'attrito impedisce alle piastre di muoversi agevolmente l'una sull'altra e lo stress si accumula nelle rocce mentre le piastre si tirano e si spingono l'una sull'altra. I terremoti si verificano quando i pezzi della crosta terrestre scivolano l'uno sull'altro per rilasciare questo stress.
Nel nuovo studio in Giornale di ricerca geofisica :Terra solida, un giornale dei ricercatori dell'American Geophysical Union riporta la scoperta di un'espansione che si verifica nella crosta terrestre ogni estate nel luogo del terremoto di South Napa, aggiungendo all'accento sulla colpa. La loro analisi suggerisce che le acque sotterranee stagionalmente si ritirano sotto le valli di Napa e Sonoma, che fiancheggiano la colpa, provoca l'espansione dell'ora legale.
Gli autori dello studio ritengono che lo stress stagionale aggiunto avrebbe potuto essere l'ultima goccia che ha causato il fallimento del guasto nel 2014.
"Hai una tuta, accumulo a lungo termine di stress nella Terra, che accade dalle forze tettoniche standard delle placche. Quindi hai una componente stagionale, " disse Meredith Kraner, uno studente laureato presso l'Università del Nevada, Reno, e autore principale del nuovo studio. "Riteniamo che la componente stagionale possa aver spinto il guasto leggermente di più verso il fallimento".
La stazione GPS P199 del Plate Boundary Observatory si affaccia sulla Sonoma Valley, California. I dati della stazione hanno mostrato una contrazione nella valle durante l'estate, che contribuisce allo stress stagionale sulla faglia che si è rotta nel terremoto di South Napa di magnitudo 6.0 nel 2014. Credito:UNAVCO
"Perché [il terremoto] è avvenuto nel 2014 rispetto a qualsiasi altro anno? Pensiamo che abbia appena raggiunto il suo punto di rottura, " ha detto Kraner.
Precedenti studi sui modelli di terremoti in California hanno anche osservato tendenze stagionali, con terremoti che si verificano più frequentemente nei mesi estivi. Il nuovo studio lega questo effetto stagionale a un terremoto specifico e approfondisce il modo in cui potrebbe aver contribuito alla tempistica del terremoto del 2014.
Studi come questo potrebbero migliorare i modelli di previsione dei terremoti incorporando localizzati, fonti stagionali di stress sulle faglie, che potrebbero essere importanti fattori scatenanti del terremoto, ha detto Kraner. Le influenze stagionali variano tra i sistemi difettosi, ma i modelli attuali si basano solo sull'insieme, movimenti a lungo termine della crosta terrestre.
"Sebbene questo studio prometta di migliorare i modelli di previsione incoraggiando le agenzie a includere informazioni dipendenti dal tempo, non possiamo prevedere i terremoti, "Ha detto Kraner. "Questo è promettente, ma non possiamo ancora prevedere nulla".
Stress estivo
Il nuovo studio rileva che la Terra si diffonde orizzontalmente, all'incirca est-ovest, durante l'estate nell'area in cui la faglia si è rotta nel 2014. Questa diffusione raggiunge un picco di 3 millimetri (0,12 pollici) tra la fine di agosto e l'inizio di settembre.
In inverno, la crosta si contrae nella stessa misura, raggiungendo una contrazione massima tra la fine di gennaio e l'inizio di febbraio. Questo modello stagionale di espansione e contrazione si è verificato ogni anno negli otto anni prima del terremoto di South Napa.
Una stella segna l'epicentro del terremoto di South Napa dell'agosto 2014 e il nero traccia la faglia di West Napa. Contrazione nei sottobacini delle acque sotterranee di Sonoma e Napa Valley, delineato in verde, durante l'estate tira sulla crosta terrestre tra le valli, contribuendo allo stress sulla faglia e potenzialmente innescando il terremoto del 2014, secondo un nuovo studio. I triangoli gialli indicano le posizioni delle stazioni GPS utilizzate per misurare i movimenti nella crosta terrestre. Credito:AGU Giornale di ricerca geofisica :Terra solida
Kraner ha osservato questi movimenti stagionali della Terra utilizzando una serie di stazioni GPS negli Stati Uniti occidentali. Ogni stazione riporta la sua posizione al millimetro.
"Abbiamo scoperto che l'espansione avviene ogni estate, e riteniamo che provochi un rilascio complessivo della pressione di serraggio sulla faglia, che riteniamo renda più probabile che la colpa scivoli durante i mesi estivi, " ha detto Kraner.
Kraner e i suoi colleghi ritengono che le fluttuazioni stagionali nelle acque sotterranee, whether from pumping or other changes, are likely the source of the seasonal expansion and contraction. The weight of groundwater flexes the Earth's crust, and changes in groundwater have been associated with earthquakes around the world. Per esempio, the unloading of water weight as the Sierra Nevada snowpack melts each spring has been connected to increased frequency of earthquakes in the summer in California.
The new study shows the observed seasonal expansion over the fault is consistent with the waxing and waning of water under Napa and Sonoma, two long valleys that run parallel to each other, divided by the Mayacamas Mountains. Groundwater basins within the valleys supply water to the region's famous wineries. The West Napa Fault runs between the valleys on the eastern edge of the mountains.
As water levels under the valleys fall during the summer, the ground over the valleys sinks and contracts. Satellite data shows the land sinking in the Napa and Sonoma valleys in the summer, consistent with shrinking groundwater volume. Eastern and western GPS stations within Sonoma Valley also move closer together in summer, showing a contraction over the groundwater basin, which would be expected as groundwater diminishes.
This contraction above the groundwater basins pulls on the mountainous land between the valleys, causing the land between the valleys to stretch. This is the seasonal expansion Kraner and her colleagues observed using GPS that they believe adds stress to the fault.
The researchers ruled out other factors, like changes in air temperatures, the Sierra Nevada snowpack and the extended 2011-2017 California drought, as the cause of the local changes.
"We think it's more of a localized effect, something related to the groundwater system. We don't know if it is groundwater pumping specifically, or something related to how the natural aquifer system works, or a combination, " Kraner said.
Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.
