Η σεισμική δραστηριότητα ποικίλλει ανάλογα με την εποχή;
Χιονόπτωση στο Εθνικό Πάρκο Σεκόγια, Καλιφόρνια.Η σεισμική δραστηριότητα στην Καλιφόρνια ποικίλλει ανάλογα με την εποχή;
Μακροπρόθεσμη σεισμικότητα υποβάθρου που προκαλείται από τεκτονική φόρτιση. Από: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.adz5711.
Οι σεισμοί συμβαίνουν όταν οι τεκτονικές πλάκες του φλοιού της Γης μετατοπίζονται, τινάζοντας η μία την άλλη, απελευθερώνοντας συσσωρευμένη τάση. Ωστόσο, και άλλες φυσικές δυνάμεις μπορούν επίσης να επηρεάσουν τη σεισμική δραστηριότητα: Η υδρολογική δυναμική, όπως οι αλλαγές στα υπόγεια ύδατα και στα χιονοστρώματα, ειδικότερα, ασκεί πίεση στα ρήγματα. Μια νέα μελέτη από το Caltech διαπιστώνει ότι ένας υψηλότερος ρυθμός μεταβολής των επιπέδων των υπόγειων υδάτων οδηγεί σε αισθητή αύξηση της σεισμικής δραστηριότητας. Η εργασία δημοσιεύεται στο περιοδικό Science Advances .
Μεταβαλλόμενα υπόγεια ύδατα και σεισμοί στην Καλιφόρνια
Η έρευνα διεξήχθη στο εργαστήριο του Jean-Philippe Avouac, καθηγητή Γεωλογίας και Μηχανολόγων και Πολιτικών Μηχανικών στην έδρα Earle C. Anthony. Η μελέτη εξέτασε τη σεισμική δραστηριότητα σε διάφορες περιοχές της Καλιφόρνια - Λος Άντζελες, την περιοχή του κόλπου, την κοιλάδα Imperial, την ανατολική Σιέρα και ούτω καθεξής - από το 2006 έως το 2022. Τα επίπεδα βροχοπτώσεων της πολιτείας ποικίλλουν ανά περιοχή. Για παράδειγμα, η Βόρεια Καλιφόρνια δέχεται σημαντικά περισσότερες βροχοπτώσεις από τη Νότια Καλιφόρνια, γεγονός που οδηγεί σε πιο έντονες εποχιακές αλλαγές στα επίπεδα των υπόγειων υδάτων.
Χρησιμοποιώντας νέες μεθόδους ανάλυσης δεδομένων, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι οι περιοχές που βιώνουν πιο δραματικές αλλαγές στα επίπεδα των υπόγειων υδάτων εμφανίζουν μεγαλύτερη εποχική διακύμανση της σεισμικής δραστηριότητας. Στη Βόρεια Καλιφόρνια ειδικότερα, οι αλλαγές στα υπόγεια ύδατα συσχετίστηκαν με αύξηση της σεισμικής δραστηριότητας έως και 10%. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτές οι υδρολογικές αλλαγές δεν οδήγησαν ακαριαία σε σεισμούς. Η μέγιστη αύξηση της σεισμικής δραστηριότητας καθυστέρησε περίπου μισό μήνα μετά τις μέγιστες αλλαγές στα υπόγεια ύδατα. Η εργασία παρέχει πληροφορίες για τους παράγοντες που οδηγούν τους σεισμούς σε πυρήνες.
Αυτή η κινούμενη εικόνα δείχνει πώς οι ρυθμοί τάσης σε ρήγματα στη Βόρεια Καλιφόρνια (πάνω γράφημα) και στη Νότια Καλιφόρνια (κάτω γράφημα) κατά τη διάρκεια αρκετών δεκαετιών επηρεάζονται από τα επίπεδα των υπόγειων υδάτων. Οι σεισμοί επικαλύπτονται με μικρές κόκκινες κουκκίδες. Οι βόρειες περιοχές βιώνουν πιο μεταβλητά επίπεδα υπόγειων υδάτων κατά τη διάρκεια των εποχών και έτσι η διακύμανση στη σεισμική τάση είναι πιο έντονη από ό,τι στις ξηρότερες περιοχές της Νότιας Καλιφόρνιας. Από: California Institute of Technology.
Η μελέτη παρέχει επίσης πληροφορίες για το πώς οι ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως η άντληση υπόγειων υδάτων για κατανάλωση ή η άντληση πετρελαίου, μπορούν να διαμορφώσουν το επίπεδο της σεισμικής δραστηριότητας.
«Αυτή η εργασία μας δίνει μια νέα ευκαιρία να περιορίσουμε καλύτερα τα μοντέλα πυρήνωσης σεισμών, κάτι που είναι χρήσιμο για την κατανόηση της φυσικής των σεισμών και των παραγόντων που μπορεί να τους πυροδοτήσουν», λέει ο πρώην μεταπτυχιακός φοιτητής του Caltech Krittanon (Pond) Sirorattanakul, Ph.D., κύριος συγγραφέας της μελέτης. «Αυτοί οι περιορισμοί είναι ιδιαίτερα χρήσιμες πληροφορίες κατά την ανάπτυξη νέων κοιτασμάτων πετρελαίου ή φυσικού αερίου, κάτι που συχνά περιλαμβάνει την αφαίρεση υπόγειων υγρών πάνω από ρήγματα».
Από τις προσπάθειες πρόβλεψης έως τις παλιρροιακές δυνάμεις
Ενώ οι σεισμοί δεν μπορούν ακόμη να προβλεφθούν, το εργαστήριο Avouac στοχεύει στην κατανόηση του μηχανισμού των ρηγμάτων και του τρόπου με τον οποίο αντιδρούν στις διακυμάνσεις της τάσης. Η νέα μελέτη βοηθά στον προσδιορισμό των σημαντικότερων παραμέτρων που συμβάλλουν στους σεισμούς, γεγονός που βελτιώνει τα μοντέλα πρόβλεψης. Η πρόβλεψη, τονίζει ο Avouac, δεν είναι πρόβλεψη. Αντίθετα, είναι μια μέτρηση των σεισμικών τάσεων και των μέσων όρων με την πάροδο του χρόνου.
Η μελέτη εξέτασε επίσης έναν άλλο πιθανό παράγοντα που επηρεάζει τους σεισμούς - τις παλίρροιες της Γης. Καθώς η Σελήνη περιστρέφεται γύρω από τη Γη, η μάζα της ασκεί βαρυτική έλξη στον πλανήτη μας, προκαλώντας την ελαφρά τάνυση[τέντωμα] και παραμόρφωση του, μια διαδικασία γνωστή ως παλιρροιακή αναγκαστική επίδραση.
Οι Avouac και Sirorattanakul διαπίστωσαν ότι, παρόλο που η παλιρροιακή πίεση στα ρήγματα είναι της ίδιας τάξης μεγέθους με την εποχιακή πίεση λόγω υδρολογίας, οι παλίρροιες δεν αυξάνουν σημαντικά τη σεισμική δραστηριότητα. Η ομάδα υποστηρίζει ότι η χρονική κλίμακα της δύναμης έχει σημασία. Η παλιρροιακή πίεση κυμαίνεται σε έναν κύκλο περίπου 12 ωρών, ενώ η συσσώρευση και η διασπορά των υπόγειων υδάτων συμβαίνει περίπου στη διάρκεια ενός ολόκληρου έτους.
«Η απλούστερη εξήγηση είναι ότι χρειάζεται χρόνος για να πυρηνωθεί ένας σεισμός, πολύ περισσότερο από τον τυπικό παλιρροϊκό κύκλο δύο φορές την ημέρα», λέει ο Avouac. «Οι διακυμάνσεις της παλιρροιακής τάσης απλώς εξισορροπούνται στα μάτια του ρήγματος».
Παραμένει σημαντικό ενδιαφέρον για την ανίχνευση του τρόπου με τον οποίο τα ρήγματα αντιδρούν στις διακυμάνσεις των τάσεων λόγω παλίρροιας ή υδρολογίας. Ορισμένα εργαστηριακά πειράματα έχουν δείξει ότι υλικά που έχουν ωθηθεί κοντά στο χείλος της αστοχίας είναι πιο ευάλωτα σε αρμονικές ταλαντώσεις - τακτικά αυξανόμενες και μειούμενες δυνάμεις όπως οι παλίρροιες ή η υδρολογική εποχιακή φόρτιση. Μερικοί ερευνητές υποστηρίζουν ότι η σεισμική απόκριση σε μικρές αρμονικές τάσεις γίνεται πιο σημαντική για ρήγματα που είναι «κρίσιμα καταπονημένα» και επομένως είναι πιο πιθανό να προκαλέσουν μεγάλους σεισμούς.
Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει τις εργασίες για την κατανόηση των ιδιοτήτων που διέπουν τη μηχανική των ρηγμάτων και τη βελτίωση των μοντέλων του σεισμικού κύκλου.
Lori Dajose, Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια
περισσότερα,
Krittanon Sirorattanakul et al, Seismic rhythms: Earthquake response to tectonic, hydrological, and tidal forcing in California, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.adz5711
Science Advances
https://phys.org/news/2026-03-seismic-california-varies-seasons.html#google_vignette