Klimaatverandering kan meer aardbevingen veroorzaken, volgens studie

Onderzoek van Colorado State University onthult dat klimaatverandering de frequentie van aardbevingen kan beïnvloeden. Een recente studie, gepubliceerd in het tijdschrift Geology, voegt zich bij een groeiend aantal bewijzen dat het klimaat de seismische cyclus kan veranderen.

CSU-geowetenschappers onderzochten de Sangre de Cristo-bergen in het zuiden van Colorado, een gebergte met een actieve breuk aan de westelijke rand. De resultaten geven aan dat de breuk onder het gewicht van gletsjers tijdens de laatste ijstijd op zijn plaats was gehouden, en naarmate het ijs smolt, nam de slip langs de breuk toe. Dit suggereert dat de aardbevingactiviteit langs een breuk kan toenemen naarmate gletsjers zich terugtrekken.

“Klimaatverandering gebeurt veel sneller dan we in het geologische archief zien,” zegt eerste auteur Cece Hurtado, die de studie leidde als onderdeel van haar masterthesis. “We zien dit in de snelle gletsjerretreats in Alaska, de Himalaya en de Alpen.” In veel van deze regio’s zijn er ook actieve tektoniek, en dit werk toont aan dat naarmate klimaatverandering de ijs- en waterlasten verandert, tektonisch actieve gebieden mogelijk vaker breukbewegingen en aardbevingen ervaren door snel veranderende spanningsomstandigheden.

Het is algemeen bekend dat het klimaat zich aanpast aan seismische veranderingen in het aardoppervlak. De tektonische opheffing van bergketens beïnvloedt bijvoorbeeld de atmosferische circulatie en neerslag. Ondanks dit is er weinig onderzoek gedaan naar de invloed van het klimaat op de tektoniek, en deze studie is een van de weinige die seismische activiteit aan klimaat verbindt.

“We hebben deze processen al een tijd kunnen modelleren, maar het is moeilijk om voorbeelden in de natuur te vinden,” zei Sean Gallen, universitair hoofddocent Geowetenschappen en senior auteur van de studie. “Dit is overtuigend bewijs dat suggereert dat de atmosfeer en de vaste aarde nauwe verbindingen hebben die we in het veld kunnen meten.”

De Sangre de Cristo-bergen waren tijdens de laatste ijstijd bedekt met gletsjers. Door middel van remote sensing en veldgegevens hebben de onderzoekers gereconstrueerd waar het ijs was, berekenden ze de belasting die op de breuk drukte, en maten ze de verschuiving van de breuk.

De studie ontdekte dat de slippercentages van de breuk sinds de laatste ijstijd vijf keer sneller zijn dan tijdens de periode dat het gebergte bedekt was met gletsjers. Dit onderzoek kan een indicatie geven van hoe andere breuken nabij gletsjers zullen reageren op een opwarmend klimaat.

Gallen voegde toe dat het onderzoek bijdraagt aan ons begrip van wat aardbevingen aandrijft, wat belangrijk is voor risico-evaluatie. Breuken in gebieden met snel terugtrekkende gletsjers of verdampende grote waterpartijen moeten mogelijk in de gaten worden gehouden voor toenemende aardbevingactiviteit.

De bevindingen zijn ook van belang voor seismologen die proberen prehistorische seismische gegevens te reconstrueren en de herhalingsintervallen van actieve breuken vast te stellen. Deze hydrologische processen over geologische tijd moeten volgens Gallen in die berekeningen worden meegenomen.

“Dit werk impliceert dat de herhalingsperiode niet noodzakelijkerwijs periodiek zal zijn,” voegde hij eraan toe. “Je kunt periodes hebben waarin je een reeks aardbevingen in snelle opvolging hebt en lange tijd waarin er geen aardbevingen zijn.”

De onderzoekers zeiden dat de Sangre de Cristo-bergen ideaal waren om de tektonische rebound van smeltend ijs aan te tonen. Het gebergte ligt langs de Rio Grande-scheur, waarvan ze de algemene achtergrondslipsnelheid als basis konden gebruiken. Hun onderzoek onthulde intermitterende snellere breukslipsnelheden langs de keten die overeenkwamen met eerdere gletsjers. Toen de gletsjers die de breuk onderdrukten smolten, versnelde de slipsnelheid om de achtergrondsnelheid in te halen.

“Het is in wezen als een kleine hefboom die de snelheid waarop de breuk beweegt aanpast, maar die langetermijnsnelheid wordt bepaald door de achtergrondsnelheid van de tektonische processen,” zei Gallen.

Een openbare database met hoogresolutie hoogtegegevens van het aardoppervlak vormde de basis van de studie. Hurtado en Gallen hebben de breuk met hoogprecisie GPS-instrumenten onderzocht om de hoogtegegevens aan te vullen en de breukverschuiving te meten. De timing van de verschuiving werd bepaald op basis van de leeftijd van de omliggende sedimentafzettingen.