폭설과 비로 인해 일부 지진이 발생할 수 있음

과학자들이 지진의 원인을 찾을 때, 그들의 탐색은 종종 지하에서 시작됩니다. 수세기에 걸친 지진 연구를 통해 명확해진 것처럼 지각판의 충돌과 지하 단층 및 균열의 움직임이 주로 지진을 유발합니다.

그러나 MIT 과학자들은 특정 기상 현상이 일부 지진을 일으키는 역할을 할 수도 있다는 사실을 발견했습니다.

오늘 발표된 연구에서 과학 발전, 연구자들은 폭설과 비가 지난 몇 년 동안 일본 북부에서 대규모 지진을 일으켰을 가능성이 있다고 보고합니다. 이번 연구는 기후 조건이 일부 지진을 유발할 수 있음을 최초로 보여줍니다.

연구 저자이자 MIT 학과 조교수인 윌리엄 프랭크(William Frank)는 “표면의 강설 및 기타 환경 부하가 지하의 스트레스 상태에 영향을 미치고 집중호우 사건의 시기가 이번 지진 떼의 시작과 잘 연관되어 있음을 확인했습니다.”라고 말했습니다. 지구, 대기 및 행성 과학(EAPS). “그래서 기후는 분명히 단단한 지구의 반응에 영향을 미치며 그 반응의 일부는 지진입니다.”

새로운 연구는 일본 노토 반도에서 현재 진행 중인 일련의 지진에 초점을 맞추고 있습니다. 연구팀은 해당 지역의 지진 활동이 지하 기압의 특정 변화와 놀랍게도 동시에 발생하며 이러한 변화가 강설 및 강수량의 계절적 패턴에 영향을 받는다는 사실을 발견했습니다. 과학자들은 지진과 기후 사이의 이러한 새로운 연관성이 일본에만 국한된 것이 아닐 수 있으며 세계의 다른 지역을 뒤흔드는 역할을 할 수 있다고 의심합니다.

미래를 내다보면서 그들은 지구 온난화로 인해 기후가 지진에 미치는 영향이 더욱 두드러질 수 있다고 예측합니다.

Frank는 “만약 우리가 더 극심한 강우 현상과 함께 변화하는 기후에 들어가 대기, 해양 및 대륙에 물의 재분배를 기대한다면, 이는 지구의 지각이 적재되는 방식을 변화시킬 것”이라고 덧붙입니다. “그것은 확실히 영향을 미칠 것이며 우리가 더 탐구할 수 있는 링크입니다.”

이 연구의 주 저자는 전 MIT 연구원 Qing-Yu Wang(현재 Grenoble Alpes University)이며, EAPS 박사후 연구원 Xin Cui, 비엔나 대학의 Yang Lu, 도호쿠 대학의 Takashi Hirose 및 University of University의 Kazushige Obara도 포함되어 있습니다. 도쿄.

지진 속도

2020년 말부터 수백 건의 작은 지진이 일본의 노토 반도(노토 반도)를 뒤흔들었습니다. 이는 일본의 본섬에서 북쪽으로 일본해로 휘어지는 땅의 손가락입니다. 본진으로 시작하여 소멸되기 전에 일련의 여진으로 이어지는 일반적인 지진과 달리 Noto의 지진 활동은 “지진 떼”입니다. 방아쇠.

MIT 팀은 일본의 동료들과 함께 지속적인 지진을 설명할 수 있는 떼의 패턴을 찾아내는 것을 목표로 했습니다. 그들은 시간 경과에 따른 전국의 지진 활동에 대한 데이터를 제공하는 일본 기상청의 지진 카탈로그를 살펴보는 것부터 시작했습니다. 그들은 지난 11년 동안 노토 반도에서 발생한 지진에 초점을 맞췄으며, 이 기간 동안 이 지역은 가장 최근의 지진 떼를 포함하여 간헐적인 지진 활동을 경험했습니다.

팀은 카탈로그의 지진 데이터를 사용하여 시간이 지남에 따라 해당 지역에서 발생한 지진 사건의 수를 세었고, 2020년 이전의 지진 발생 시기는 지진이 더욱 강렬하고 군집적으로 발생했던 2020년 후반에 비해 산발적이고 관련성이 없어 보인다는 사실을 발견했습니다. 시간이 지나면 어떤 식으로든 상관관계가 있는 지진으로 떼의 시작을 알립니다.

그런 다음 과학자들은 동일한 11년 동안 관측소에서 수집한 지진 측정의 두 번째 데이터 세트를 조사했습니다. 각 스테이션은 변위나 발생하는 국지적 흔들림을 지속적으로 기록합니다. 한 관측소에서 다른 관측소로의 흔들림은 과학자들에게 지진파가 관측소 사이를 얼마나 빠르게 이동하는지에 대한 아이디어를 제공할 수 있습니다. 이 “지진 속도”는 지진파가 이동하는 지구의 구조와 관련이 있습니다. Wang은 관측소 측정값을 사용하여 지난 11년 동안 Noto와 그 주변의 모든 관측소 사이의 지진 속도를 계산했습니다.

연구자들은 노토 반도 아래에서 지진 속도의 변화하는 그림을 생성하고 놀라운 패턴을 관찰했습니다. 지진 떼가 시작된 것으로 생각되는 2020년에 지진 속도의 변화는 계절과 동기화되는 것으로 나타났습니다.

Frank는 “그런 다음 우리가 이러한 계절적 변화를 관찰하는 이유를 설명해야 했습니다.”라고 말했습니다.

눈의 압력

팀은 계절에 따른 환경 변화가 지진 떼를 일으키는 방식으로 지구의 기본 구조에 영향을 미칠 수 있는지 궁금해했습니다. 구체적으로 그들은 계절별 강수량이 지하의 “공극 유체 압력”, 즉 지구의 균열과 균열에 있는 유체가 기반암 내에 가하는 압력의 양에 어떻게 영향을 미치는지 조사했습니다.

“비가 오거나 눈이 오면 무게가 늘어나 기공압이 증가하여 지진파가 더 느리게 이동할 수 있게 됩니다.”라고 Frank는 설명합니다. “증발이나 유출을 통해 모든 무게가 제거되면 갑자기 간극압이 감소하고 지진파가 더 빨라집니다.”

Wang과 Cui는 강수량의 계절적 변화에 반응하여 지난 11년 동안의 기저 간극압을 시뮬레이션하기 위해 노토 반도의 유체역학적 모델을 개발했습니다. 그들은 일일 눈, 강수량, 해수면 변화 측정을 포함하여 같은 기간의 모델 기상 데이터를 입력했습니다. 그들의 모델을 통해 그들은 지진이 발생하기 전과 발생하는 동안 노토 반도(Noto Peninsula) 아래 과잉 간극압의 변화를 추적할 수 있었습니다. 그런 다음 그들은 진화하는 간극 압력의 타임라인을 지진 속도의 진화하는 그림과 비교했습니다.

“우리는 지진 속도를 관측했고 과잉 기공압 모델을 갖고 있었습니다. 그리고 그것들을 겹쳐보았을 때 그것들이 매우 잘 들어맞는 것을 보았습니다”라고 Frank는 말합니다.

특히 그들은 강설 데이터, 특히 극심한 강설 사건을 포함할 때 강우 및 기타 사건만 고려하는 경우보다 모델과 관측치 간의 적합성이 더 강하다는 것을 발견했습니다. 즉, 노토 주민들이 계속 겪고 있는 대규모 지진은 계절성 강수량, 특히 폭설 현상으로 인해 부분적으로 설명될 수 있습니다.

“우리는 이러한 지진의 시기가 폭설이 내리는 여러 차례와 매우 잘 일치한다는 것을 알 수 있습니다.”라고 Frank는 말합니다. “이것은 지진 활동과 밀접한 관련이 있습니다. 그리고 우리는 둘 사이에 물리적 연결이 있다고 생각합니다.”

연구자들은 폭설과 유사한 극심한 강수량이 다른 곳에서 지진을 일으키는 역할을 할 수 있다고 의심하지만, 주요 원인은 항상 지하에서 발생한다고 강조합니다.

Frank는 “지진이 어떻게 작용하는지 처음으로 이해하고 싶을 때 판 구조론을 살펴봅니다. 왜냐하면 그것이 지진이 발생하는 가장 큰 이유이고 앞으로도 그럴 것이기 때문입니다.”라고 Frank는 말합니다. “그러나 지진이 언제 어떻게 발생하는지에 영향을 미칠 수 있는 다른 것들은 무엇입니까? 그때부터 2차 제어 요인으로 이동하기 시작하고 기후는 분명히 그 중 하나입니다.”

이 연구는 국립과학재단(National Science Foundation)의 일부 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240508140638.htm