Aftershocks är inte eftertanke

Ofta säger att de som lever genom stora jordbävningar är värre än huvudchocken på sitt sätt. Åtminstone huvudchocken överraskade dem och var över ganska snart, på mindre än en minut vanligtvis. Men med efterskockar är människor redan stressade och hanterar störda liv och städer. De förväntar sig efterskockor när som helst, dag eller natt. När en byggnad skadas av huvudchocken kan efterskocken ta den ner - kanske när du är inne i att städa upp den. Inte undra på att Susan Hough, regeringsseismologen som kommer i nyheterna när temblor gör, kallar efterskäl "spöken av jordbävningar förbi."

Aftershocks varaktighet

Jag kan visa dig några efterskockor just nu: titta bara på kartan över de senaste jordbävningarna för San Simeon-området i Kalifornien. Under en given vecka finns det efterskakor från jordbävningen San Simeon 2003. Och öster om Barstow kan du fortfarande se ett trick av efterskockor från jordbävningen från Hector Mine i oktober 1999.

Vissa forskare hävdar faktiskt att efterskockor kan pågå i århundraden på platser, som kontinentala inredningar, där plattrörelser som bygger upp spänningar i jordskorpan är mycket långsamma. Detta är intuitivt men men noggranna studier med långa historiska kataloger måste göras.

Problemet med Aftershocks

Två saker om efterskockar gör dem besvärliga. Först är de inte begränsade till den plats där huvudchocken inträffade, utan kan slå tiotals kilometer bort - och säga, om en jordbävning i storleken 7 var centrerad ut utanför förorterna men en av dess 5 efterskockor i storlek 5 hände precis under staden Hall, den lilla kan vara den värsta av de två. Detta var fallet med jordbävningen Christchurch, Nya Zeeland i september 2010 och dess stora efterskock fem månader senare.

För det andra blir efterskocken inte nödvändigtvis mindre när tiden går. De får färre, men stora kan hända länge efter att de flesta små har slutat. I södra Kalifornien väckte detta fenomen så stor oro efter Northridge-jordbävningen den 17 januari 1994 att Hough skrev ett op-ed stycke för Los Angeles Times om ämnet tre hela år senare.

Vetenskapliga användningar av Aftershocks

Aftershocks är vetenskapligt intressanta eftersom de är bra sätt att kartlägga den underjordiska felzonen som brast i huvudchocken. (Så här ser de ut för fallet med Northridge.) När det gäller jordbävningen från Parkfield den 28 september 2004 kan du se att den första timmen med efterskockar enbart beskriver den brustna zonen ganska bra.

Aftershocks är också intressanta eftersom de är ganska väl uppförda, vilket innebär att de har ett detekterbart mönster, till skillnad från alla andra skälvningar. Definitionen som forskare använder för en efterskock är varje seismisk händelse som inträffar inom en brottzonens längd av en huvudchock och inom den tid det tar för seismicitet att falla av till vad det var innan huvudchocken.

Denna kropp av skakningar passar tre matematiska regler, mer eller mindre. Den första är Gutenberg-Richter-förhållandet, som säger att när du går ner en enhetsstorlek i storlek, ökar efterskocken med cirka tio gånger. Den andra kallas Baths lag, som säger att den största efterskocken i genomsnitt är 1,2 enheter i större storlek än huvudchocken. Och slutligen säger Omoris lag att frekvensen av efterhock minskar med ungefär det ömsesidiga tiden efter huvudchocken.

Dessa siffror skiljer sig lite i olika aktiva regioner beroende på deras geologi, men de är tillräckligt nära för regeringsarbete som man säger. Så seismologer kan ge råd till myndigheterna omedelbart efter en stor jordbävning som ett visst område kan förvänta sig X sannolikheter för efterskäl av Y storlekar för Z tidsperiod. U.S. Geological Survey: s STEP-projekt producerar en dagskarta över Kalifornien med den nuvarande risken för starka efterskockor de närmaste 24 timmarna. Det är en så bra prognos som vi kan göra, och förmodligen bäst möjligt med tanke på att jordbävningar i sig är oförutsägbara.

Aftershocks i de lugna zonerna

Det är fortfarande att bestämma hur mycket Omoris lag varierar utöver aktiva tektoniska inställningar. Stora jordbävningar är sällsynta borta från platta gränsområden, men ett 2000 papper in Seismologiska forskningsbrev av John Ebel visade att efterskälv av dessa jordbävningar inom plattan kunde pågå i flera århundraden. En av dessa var Charlevoix, Quebec, jordbävningen 1663; en annan var jordbävningen 1356 i Basel, Schweiz. I det amerikanska Mellanvästern skulle dessa vara förhistoriska händelser.

2009 argumenterade Seth Stein och Mian Liu Natur att dessa tysta inställningar verkar sakta ner allt, med stress som ökar långsamt och efterhandssekvenser varar längre. De noterade också att där den historiska posten är kort, till exempel i USA, kan det vara ett misstag att bedöma graden av jordbävningsrisk från händelser som faktiskt är efterskockar snarare än bakgrundsseismicitet.

Denna kunskap kanske inte hjälper dig att hantera dina nerver om du bor i en efterskockzon. Men det ger dig några riktlinjer för hur dåliga saker kommer att bli. Och mer konkret kan det hjälpa ingenjörer att bedöma hur troligt det är att din nya byggnad kommer att drabbas av betydande efterskalv under de närmaste åren och planera i enlighet därmed.

PS: Susan Hough och hennes kollega Lucy Jones skrev en artikel om detta ämne för Eos, husjournalen för American Geophysical Union, i november 1997. U.S. Geological Survey forskare avslutade med att säga att "vi skulle vilja föreslå att frasen" bara en efterskock "nedan förbjudes från det engelska språket." Berätta för dina grannar.