La colpa di San Andreas, che corre lungo la costa occidentale del Nord America e attraversa centri densamente popolati come Los Angeles, California, è una delle faglie più studiate in Nord America a causa del suo significativo rischio di pericolo. Sulla base del suo intervallo di ricorrenza di circa 150 anni per i terremoti di magnitudo 7.5 e del fatto che sono passati più di 300 anni da quando è successo, la faglia meridionale di San Andreas è stata a lungo chiamata "in ritardo" per un simile terremoto. Per decenni, i geologi si sono chiesti perché sia ​​passato così tanto tempo da quando si è verificata una grande rottura. Ora, alcuni geofisici pensano che la "siccità sismica" potrebbe essere parzialmente spiegata dai laghi o dalla loro mancanza.

Oggi, all'incontro annuale 2020 della Geological Society of America, dottorato di ricerca lo studente Ryley Hill presenterà un nuovo lavoro utilizzando la modellazione geofisica per quantificare come la presenza di un grande lago sopra la faglia potrebbe aver influenzato i tempi di rottura a sud di San Andreas in passato. Centinaia di anni fa, un lago gigante, il lago Cahuilla, nel sud della California e nel nord del Messico copriva distese di Mexicali, Imperiale, e valli Coachella, attraverso il quale taglia il sud di San Andreas. Il lago è servito come punto chiave per più popolazioni di nativi americani nell'area, come testimoniano resti archeologici di nasse e campeggi. Si è lentamente asciugato dal suo più recente punto di massima altezza (tra il 1000 e il 1500 d.C.). Se il lago sopra il San Andreas si è prosciugato e il peso delle sue acque è stato rimosso, potrebbe questo aiutare a spiegare perché la faglia di San Andreas è in una siccità sismica?

Alcuni ricercatori hanno già trovato una correlazione tra i livelli dell'acqua alta sul lago Cahuilla e le rotture delle faglie studiando un 1, record di terremoti di 000 anni, scritto in strati interrotti di terreno che sono esposti in trincee profondamente scavate nella Coachella Valley. La ricerca di Hill si basa su un corpo di modellazione esistente ma si espande per incorporare questo unico 1, record di 000 anni e si concentra sul miglioramento di un fattore chiave:la complessità delle pressioni dell'acqua nelle rocce sotto il lago.

Hill sta esplorando gli effetti di un lago sui tempi di rottura di una faglia, noto come carico del lago. Il carico del lago su una faglia è l'effetto cumulativo di due forze:il peso dell'acqua del lago e il modo in cui quell'acqua si insinua, o diffonde, nel terreno sotto il lago. Il peso dell'acqua del lago che preme sul terreno aumenta lo stress esercitato sulle rocce sottostanti, indebolirli, compresi eventuali difetti presenti. Più profondo è il lago, più stress sono sotto quelle rocce, e più è probabile che la colpa sia di scivolare.

La cosa più complicata è il modo in cui la pressione dell'acqua negli spazi vuoti nei suoli e nel substrato roccioso (acque interstiziali) cambia sia nel tempo che nello spazio. "Non è che [l'acqua] lubrifica la colpa, " spiega Hill. Si tratta più di una forza che ne bilancia un'altra, rendendo più facile o più difficile il cedimento della colpa. "Immagina le tue mani unite, premendo. Se provi a farli scivolare uno accanto all'altro, non vogliono scivolare molto facilmente. Ma se immagini l'acqua tra di loro, c'è una pressione che spinge [le tue mani] fuori—questo sostanzialmente riduce lo stress [sulle tue mani], e scivolano molto facilmente." Insieme, queste due forze creano una quantità complessiva di stress sulla faglia. Una volta che lo stress raggiunge una soglia critica, la colpa si rompe, e Los Angeles sperimenta "the Big One".

Laddove il precedente lavoro di modellazione si concentrava su uno stato completamente drenato, con tutta l'acqua del lago che si è diffusa verso il basso (e in una sola volta), Il modello di Hill è più complesso, incorporando diversi livelli di pressione interstiziale nei sedimenti e nelle rocce sottostanti il ​​lago e consentendo alle pressioni interstiziali di essere direttamente influenzate dalle sollecitazioni della massa d'acqua. Quella, a sua volta, influisce sul comportamento di guasto generale.

Mentre i lavori sono in corso, Hill dice di aver trovato due risposte chiave. Quando l'acqua del lago è al suo massimo, aumenta le sollecitazioni abbastanza da spingere la linea temporale per il guasto raggiungendo quel punto di stress critico poco più del 25% prima. "Il lago potrebbe modulare solo un po' questo tasso di [slittamento di colpa], " Hill dice. "Questo è ciò che pensiamo che forse ha fatto pendere la bilancia per causare il fallimento [di colpa]".

L'effetto complessivo del prosciugamento del lago Cahuilla rende più difficile la rottura di una faglia nel suo modello, indicando la sua potenziale rilevanza per la recente quiete sulla colpa. Ma, Hill sottolinea, questa influenza impallidisce rispetto alle forze tettoniche su scala continentale. "Quando la pressione dei pori diminuisce, tecnicamente, la roccia diventa più forte, " dice. "Ma quanto sta diventando forte è tutto rilevante per i tassi di scorrimento tettonici. sono molto, molto più forte".