Op 8 december 1812 schudde een aardbeving de Spaanse missie van San Juan Capistrano in Zuid-Californië, waarbij gebouwen werden omvergeworpen en 40 mensen werden vermoord die de mis bijwoonden tijdens de missie. Dat komt niet als een grote verrassing in de geschiedenis van een regio die bekend staat om zijn overvloedige en krachtige temblors, en deze specifieke gebeurtenis, geschat op een magnitude 7.5, werd lang beschouwd als een ander product van de beruchte San Andreas-fout.
gerelateerde inhoud
- Sporen van de aardbeving Chinatown van vóór 1906 in San Francisco ontdekt
- Wat gebeurt er echt als San Andreas de Grote ontketent?
Maar nu heeft wetenschappelijk detective-werk onthuld dat de aardbeving in 1812 mogelijk het gevolg was van twee fouten die samenwerkten - en dat betekent dat de mensen in Zuid-Californië op een wankel terrein zijn dan iemand dacht.
Julian Lozos, universitair docent geofysica aan de California State University, Northridge, bouwde een computermodel van de San Andreas-fout en de aangrenzende San Jacinto-fout, gecentreerd rond de regio rond San Bernardino. In combinatie met geologische tekenen van aardbevingen uit het verleden en historische gegevens, toont zijn model aan dat er een goede kans is dat de aardbeving in 1812 begon langs de San Jacinto-fout, en de energie van dat aanvankelijke schudden zorgde ervoor dat de nabijgelegen San Andreas ook scheurde in een soort cascade-effect .
"De implicaties strekken zich uit net voorbij deze schadelijke aardbeving, " zegt hij. "Het feit dat de gevolgen van deze historische aardbeving kunnen worden verklaard door de samenwerking tussen San Andreas en San Jacinto betekent dat dit op zijn minst een fysiek aannemelijk iets is" - en dat het opnieuw zou kunnen gebeuren.
Dat zou een ramp zijn voor de steden San Bernardino en Riverside, die precies bovenop het gebied liggen waar de twee fouten dicht bij elkaar komen. De San Jacinto komt binnen een mijl van de San Andreas op Cajon Pass, waar een grote snelweg, Interstate 15, passeert. Hazard maps uit de stad en de provincie laten zien dat de I-15 recht over een regio loopt met een hoog risico op vloeibaarmaking, wanneer de grond tijdens een aardbeving in essentie verandert in moes.
Gecombineerde aardbevingen zijn niet noodzakelijkerwijs krachtiger dan single-fault aardbevingen, maar ze reizen op verschillende manieren. In plaats van relatief netjes langs de breuklijn onder San Bernardino te ritsen, zou een multi-fault aardbeving - zelfs een minder krachtige dan de 1812 temblor - recht over een zeer dichtbevolkt gebied kunnen springen, wat nog meer schade kan veroorzaken dan alles wat de San Andreas zou kunnen veroorzaken alleen.
"Een ruptuur van een San Andreas-San Jacinto 7.5 is enger, omdat meer van de fout door een meer dichtbevolkt gebied gaat dan de zuidelijkste San Andreas", zegt Lozos.
Aardbevingen in dat deel van Californië worden meestal veroorzaakt door stakingsfouten, waarbij twee grote stukken aardkorst langs elkaar glijden. In dit geval beweegt de Pacifische plaat ongeveer naar het noorden voorbij de Noord-Amerikaanse plaat. Omdat de fouten niet perfect glad zijn, vangen de twee stukken korst op elkaar (de slag) en zodra voldoende spanning opbouwt, laten ze plotseling los (de slip). Die release is wat we voelen als een aardbeving.
Als twee fouten dichtbij genoeg zijn, kan een breuk in de ene een breuk in de andere veroorzaken. Deze waarneming is niet nieuw - de aardbeving van Landers uit 1992 bereikte magnitude 7, 3 nadat meerdere fouten waren verbroken.
"Het zigzagde tussen zes of zeven verschillende fouten", zegt Lozos. Gelukkig was die beving gecentreerd in de Mojave-woestijn en zijn de nabijgelegen steden Yucca Valley, Joshua Tree en Twentynine Palms relatief klein. De vraag was of hetzelfde zou kunnen gebeuren langs de San Andreas en zijn dochterfouten, zoals de San Jacinto, die veel meer bevolkte gebieden zouden treffen.
Een kaart geeft aan waar mensen historische gegevens hebben vastgelegd over de aardbeving van december 1812 in Zuid-Californië. (Lozos Sci. Adv. 2016; 2: e1500621) Lozos begon met het bekijken van bestaande gegevens over aardbevingen in het verleden, inclusief veranderingen in geologische lagen die aangeven wanneer en waar oudere aardbevingen plaatsvonden. Fouten zijn niet altijd continu; ze kunnen bestaan uit verschillende secties, strengen genoemd, die worden gescheiden door korte stukjes intacte korst. Bestuderend hoe sedimentlagen rond deze strengen zijn verschoven, kan onthullen of ze betrokken waren bij een aardbeving.
Kritisch genoeg vond Lozos geologische gegevens voor drie strengen - twee op de San Jacinto en één op de San Andreas - die tekenen van beweging in de 19e eeuw vertoonden. Uit de periode uit die periode blijkt echter alleen dat er twee grote aardbevingen zijn geweest, de ene in december 1812 en de andere op 22 november 1800. Dat suggereert dat een van die aardbevingen tussen de strengen was gesprongen.
Lozos keek ook naar eerdere studies van precair uitgebalanceerde rotsen, uitgevoerd door Jim Brune van de Universiteit van Nevada Reno en Lisa Grant Ludwig van UC Irvine. Rekening houdend met de vorm van de rotsen en de structuur van de stapel, zullen bepaalde soorten schudden deze natuurlijke structuren omverwerpen. Op zoek naar uitgebalanceerde rotsen die nog steeds staan, laat zien waar afgelopen aardbevingen niet hebben plaatsgevonden, waardoor de regio's waar de twee 19e-eeuwse aardbevingen plaatsvonden, konden worden beperkt.
Lozos creëerde vervolgens een computermodel op basis van de fysica van de fouten rond San Bernardino, met gegevens zoals de kenmerken van de rots. Hij voerde verschillende beginvoorwaarden in totdat hij een gesimuleerde aardbeving kreeg die dezelfde effecten produceerde als die hij in de verzamelde gegevens waarnam. De meest plausibele manier om een aardbeving van magnitude 7.5 te produceren die gebouwen in het juiste patroon beschadigt, was als de San Andreas en San Jacinto samen scheurden, meldt hij deze week in Science Advances .
Een reden waarom niemand dit fenomeen in de San Andreas echt heeft bestudeerd, is dat het zo groot is in vergelijking met alle andere fouten in de staat, zegt Lozos. Over het algemeen is de veronderstelling dat grote temblors uit de grote fout komen.
David Oglesby, een professor in geofysica aan de Universiteit van Californië, Riverside, zegt dat het model dat Lozos heeft ontworpen geloofwaardig is omdat het in veel verschillende scenario's werkt. "Je kunt een model alles laten doen als je de juiste veronderstellingen doet", zegt Oglesby. "Maar deze werkt zonder al te veel fijnafstemming."
Het model is ook in overeenstemming met geologische gegevens van eeuwen, zegt Nate Onderdonk, universitair hoofddocent geowetenschappen aan de California State University, Long Beach. In zijn studies naar het noordelijke deel van de San Jacinto-fout, tonen gegevens aan dat er niet alleen een seismische gebeurtenis was in het juiste tijdsbestek, het begin van de 19e eeuw, maar dat deze groter was dan wat in een deel van de San Jacinto alleen.
Onderdonk voegt eraan toe dat hij een onafhankelijk onderzoek indient dat aantoont dat dit de afgelopen twee millennia verschillende keren is gebeurd - en dat dit een bewijs is dat een verwoestende gezamenlijke aardbeving in de toekomst opnieuw kan gebeuren.
Meer informatie over dit onderzoek en meer op het Deep Carbon Observatory.
