Засуха может вызвать мощные землетрясения в Калифорнии

24 августа 2014 года землетрясение распространилось по долине Напа-Сонома в Северной Калифорнии. Оно был самым крупным в районе залива Сан-Франциско за 25 лет, оставив после себя двух погибших и сотни раненых и причинив ущерб, который стоил полмиллиарда долларов. 

Когда Мередит Кранер, геофизик из Университета Невады, исследовала сейсмические записи из региона вокруг землетрясения, «мы обнаружили эту действительно интересную информацию в данных», - сказала она: контрольный образец расширения и сжатия в земной коре. Теперь в исследовании, которое описывает это открытие в «Журнале геофизических исследований», Крэнер и ее коллеги также исследуют, могут ли сезонные колебания в местных водоносных горизонтах объяснить этот цикл расширения и сокращения, что могло бы спровоцировать землетрясение.

Землетрясения происходят, когда медленно движущиеся тектонические плиты Земли внезапно скользят друг против друга, как правило, из-за нарастания напряжения, которое дестабилизирует эти две плиты. Это как сломать палку - сказал Краннер. «Если вы потянете за один ее конец и потянете за другой, она в конечном итоге достигнет предела и сломается»

Но флуктуации земной коры, которые наблюдала Краннер, предполагали, что, возможно, был добавлен сезонный элемент, который вызвал этот процесс. Она идентифицировала эту модель, собирая данные Earthscope, обширной сети высокоточных GPS-датчиков, распространяющихся по сейсмоопасным районам  западных Соединенных Штатов. С 2005 года эти датчики регистрируют сдвиги миллиметрового масштаба в земной коре, создавая огромный и подробный набор данных. Используя эту информацию, Крейнер смог точно определить расширение и сокращение в земной коре вокруг земной коры.

«Земная кора расширяется в конце лета, и зимой она сокращается. Вы видите, что это происходит каждый год в этом месте, - сказал Кранер. Наша теория заключается в том, что этот сезонный компонент и вызвал недавнее землетрясение»,.

Но что стоит за этим необычным сезонным циклом и как это могло быть связано с землетрясением? После того, как команда исключила несколько других факторов, «единственное, о чем мы могли думать, это связано с какой-то локальной системой водоносных горизонтов», - сказал Кранер.

Чтобы проверить эту идею, Крэнер использовал спутниковые данные долины Напа-Сонома, которые выявили заметные сезонные изменения в наземном возвышении над районами, где существуют водоносные горизонты.

Известно, что увеличение и снижение уровня грунтовых вод может привести к подъему и падению возвышения на поверхности Земли. Краннер не измерял количество воды в этих бассейнах, но предположил, что если уровень грунтовых вод снижается летом из-за низкой доступности воды, это может привести к падению суши выше. Так как это происходит, оно будет тянуть за кору, сокращать ее по горизонтали и «растягивать» землю, окружающую водоносный горизонт.

По этой логике, если водоносные горизонты по обе стороны от линии разлома отступили, это также приведет к тому, что земля будет сжиматься горизонтально по обе стороны от разлома. (Действительно, данные GPS в данных Kraner показали, что в летнее время было распространено 3 миллиметра.) Высвобождается стабилизирующее давление, облегчая скольжение пластин друг с другом и это вызывает землетрясение , Kraner объяснил: Землетрясение произошло в этом экстенсиональном регионе между этими двумя водоносными горизонтами. 

Получается, что сильная засуха и истощение человечеством водоносных горизонтов может привести в движение этот процесс и вызвать землетрясения.