Nelle zone di faglia complesse, più guasti apparentemente disconnessi possono potenzialmente rompersi contemporaneamente, aumentando la possibilità di un grande terremoto dannoso. Terremoti recenti tra cui i Lander del 1992, 1999 Hector Mine e 2019 Ridgecrest terremoti in California, tra gli altri, rotto in questo modo. Ma come possono i sismologi prevedere se i singoli segmenti di faglia potrebbero essere collegati e rompersi insieme durante un evento sismico?
Un modo potrebbe essere cercare indizi che i segmenti siano collegati sotto la superficie, secondo David Oglesby, un ricercatore presso l'Università della California, Lungofiume. Il suo studio pubblicato su Bollettino della Società Sismologica d'America suggerisce che lo schema delle distribuzioni di scorrimento sui segmenti di faglia può indicare se i segmenti separati da uno spazio vuoto in superficie sono collegati entro pochi chilometri dalla superficie terrestre.
E in un secondo articolo pubblicato su BSSA, Hui Wang dell'amministrazione cinese per i terremoti e colleghi concludono che una rottura lungo una faglia a gradini, dove segmenti di faglia paralleli si sovrappongono nella direzione di una rottura, potrebbe essere in grado di "saltare" su un divario più ampio tra i segmenti di faglia di quanto si pensasse in precedenza.
In entrambi i casi, effettuare il collegamento tra i segmenti di faglia potrebbe avere un impatto significativo sulla valutazione della pericolosità sismica per una regione. "La potenziale lunghezza massima di rottura, quindi la magnitudo massima [di un terremoto], è un parametro importante per la valutazione della pericolosità sismica, ", ha affermato Mian Liu dell'Università del Missouri-Columbia, un coautore dello studio Wang.
"I dettagli della connettività possono avere un'influenza determinante sul fatto che si verifichi un grande terremoto che salta attraverso quelli che sembrano essere più segmenti di faglia o un piccolo terremoto che rimane su un piccolo segmento, " ha detto Oglesby.
Oglesby ha iniziato a pensare a questo problema di discernere le connessioni in profondità dopo una conferenza in cui uno degli oratori ha suggerito che le faglie completamente disconnesse avrebbero modelli di scorrimento diversi rispetto alle faglie connesse in profondità. Modellazione che ha esaminato la distribuzione dello slittamento, in generale, dove si verifica uno slittamento lungo una faglia, potrebbe essere utile, pensò.
Nella sua modellazione 3D di rottura dinamica di segmenti di faglia disconnessi da lacune, Oglesby ha osservato in particolare la rapidità con cui lo scorrimento decade a zero sul bordo di un segmento di faglia sulla superficie. La quantità di scorrimento diminuisce gradualmente verso lo zero sul bordo, o si riduce rapidamente a zero?
I modelli suggeriscono che "a parità di condizioni, se una faglia sembra essere scollegata in superficie ma è collegata a una profondità relativamente ridotta, quindi tipicamente lo scorrimento decadrà molto rapidamente fino a zero sul bordo del segmento di faglia, " ha detto Oglesby.
La profondità ridotta in questo caso significa che i segmenti sono collegati a circa 1 o 2 chilometri (da 0,6 a 1,2 miglia) sotto la superficie, ha notato. Se il guasto rimane completamente scollegato o è collegato a una profondità di 1 o 2 chilometri, "allora lo scorrimento non decadrà a zero così rapidamente sul bordo del segmento di faglia superficiale, " ha spiegato Oglesby, poiché la connessione più profonda è troppo lontana per avere un forte effetto sulla distribuzione dello scorrimento superficiale.
Oglesby ha sottolineato che i suoi modelli sono semplificati, e non tengono conto di altri fattori come l'elevata sollecitazione e deformazione e il potenziale cedimento della roccia attorno ai bordi dei segmenti di faglia. "E solo perché ottieni questo rapido decadimento, non significa necessariamente che [un guasto] sia connesso in profondità, " ha osservato. "Ci sono molti fattori che influenzano lo slittamento di colpa. è un indizio, ma non una pistola fumante."
Nel loro studio sui modelli, Wang e colleghi hanno esaminato più da vicino quali fattori potrebbero influenzare il salto di rottura tra segmenti di faglia paralleli in un sistema stepover. Sono stati sollecitati da eventi come la magnitudo 7,8 di Kaikoura del 2016, Nuova Zelanda, terremoto, dove la rottura è saltata tra segmenti di faglia quasi paralleli fino a 15-20 chilometri di distanza.
I ricercatori hanno scoperto che includendo gli effetti di fondo dei cambiamenti nello stress in un passo avanti, le rotture potrebbero saltare su uno spazio più ampio rispetto ai 5 chilometri (circa 3,1 miglia) previsti da alcuni studi precedenti.
I modelli di Wang e colleghi suggeriscono invece che una rottura può saltare più di 15 chilometri (9,3 miglia) in un passo di rilascio o di estensione, o 7 chilometri (4,3 miglia) in una faglia step-over restrittiva o compressiva.
I loro modelli combinano i dati sui cambiamenti dello stress tettonico a lungo termine con i cambiamenti nello stress previsti dai modelli di rottura dinamica delle faglie, fornendo un quadro più completo delle variazioni di stress lungo una faglia in un arco di tempo di milioni di anni e pochi secondi. "Ci siamo resi conto che dovevamo collegare questi diversi modelli di guasto per comprendere meglio la meccanica dei guasti, " disse Liù.
Liu ha anche avvertito che i loro modelli misurano solo un aspetto della complessa geometria delle faglie. "Sebbene molti fattori possano contribuire alla propagazione della rottura attraverso gli stepover, la larghezza del gradino è forse una delle più facili da misurare, quindi speriamo che i nostri risultati portino a più studi e a una migliore comprensione dei complessi sistemi di faglie".
