Постепенное истощение водоносного горизонта Центральной долины из-за откачки грунтовых вод также поднимает эти горные хребты на аналогичную величину каждый год — примерно на десять центов — с кумулятивным подъемом за последние 150 лет до 15 сантиметров (6 дюймов). , по расчетам группы геофизиков.Хотя сезонные изменения в водоносном горизонте Центральной долины еще не были прочно связаны с какими-либо землетрясениями, исследования показали, что аналогичные уровни периодического стресса, например, вызванные движением Луны и Солнца, увеличивают количество микротрясений на реке Сан.
Андреасский разлом, который проходит параллельно горным хребтам. «Если эти незначительные сезонные изменения нагрузки способны повлиять на возникновение микротрясений, возможно, они также могут иногда вызвать более крупное событие», — сказал Роланд Бургманн, профессор науки о Земле и планетах Калифорнийского университета в Беркли.«Напряжение очень мало, гораздо меньше, чем вам нужно, чтобы создать нагрузку на разлом, ведущий к землетрясению, но в некоторых обстоятельствах такие небольшие изменения напряжения могут быть соломинкой, которая сломала спину верблюда; это может просто дать дополнительный толчок, чтобы получить — ошибка в провале », — сказал Бургманн.
Бургманн является соавтором отчета, опубликованного на этой неделе в журнале Nature. Исследование, основанное на подробных спутниковых измерениях глобального позиционирования (GPS) из Калифорнии и Невады в период с 2007 по 2010 год, возглавляли бывшие постдокторанты Калифорнийского университета в Беркли Колин Амос, ныне работающий в Университете Западного Вашингтона, и Паскаль Одет, ныне работающий в Университете Оттавы. Подробный анализ GPS был выполнен Уильямом К. Хаммондом и Джеффри Блевиттом из Университета Невады в Рино.
Осушение Центральной долиныВода откачивается из Центральной долины Калифорнии более 150 лет, превращая то, что раньше было болотом и обширным озером, озеро Туларе, в плодородные сельскохозяйственные поля, которые кормят мир.
За это время было удалено около 160 кубических километров (40 кубических миль) воды — емкость озера Тахо — в результате чего уровень грунтовых вод в некоторых областях опустился более чем на 120 метров (400 футов), а поверхность земли на 5 метров (16 футов). ) или больше.Вес удаленной воды позволил подстилающей коре или литосфере подняться за счет так называемого изостатического отскока, который поднял Сьерру примерно на полфута примерно с 1860 года, сказал Бургманн.Такой же отскок происходит в результате сезонных дождей в штате.
Обильные зимние штормы проливают воду и снег по всему штату, которые в конечном итоге стекают в ручьи, водохранилища и подземный водоносный горизонт Центральной долины, толкая земную кору и понижая Сьерру на 1-3 миллиметра. Летом вода течет через дельту в Тихий океан, испарение и перекачка грунтовых вод для орошения, которая ускорилась в последние несколько лет из-за засухи, позволяет земной коре и окружающим горам снова подниматься.
Бургманн сказал, что изгиб земной коры вниз зимой будет сильнее зажимать разлом Сан-Андреас, снижая риск землетрясений, в то время как летом изгиб вверх ослабит это сжатие и, возможно, увеличит риск.«Летом опасность немного выше, чем зимой», — сказал он. «Это говорит о том, что климат и тектоника взаимодействуют; что изменения воды в конечном итоге влияют и на более глубокие слои Земли».Картография высокого разрешения с непрерывным GPSИзмерения высоты с точностью до миллиметра стали возможны только в последние несколько лет благодаря усовершенствованным непрерывным сетям GPS — части обсерватории границ пластин, финансируемой Национальным научным фондом, которая управляет 1100 станциями на западе США — и спутниковой интерферометрии. радар с синтезированной апертурой (InSAR).
Радар с синтезированной апертурой — это форма радара, в которой информация о фазе используется для отображения высоты.Эти измерения показали устойчивый ежегодный подъем Сьерры на 1-2 миллиметра в год, что первоначально приписывалось тектонической активности глубоко под землей, хотя скорость была необычно высокой, сказал Бургманн. Новое исследование предлагает альтернативное и более разумное объяснение возникновения Сьерры в исторические времена.
«Прибрежный хребет делает то же самое, что и Сьерра-Невада, что является частью доказательства того, что это нельзя объяснить тектоникой», — сказал он. «В обоих диапазонах за последние несколько лет наблюдается подъем, и они оба демонстрируют одно и то же сезонное движение вверх и вниз в фазе. Это говорит нам о том, что что-то должно управлять системой в сезонном и долгосрочном плане, и это должны быть грунтовые воды. перезарядка и истощение ".В ответ на нынешнюю засуху около 30 кубических километров (7,5 кубических миль) воды было удалено из водоносных горизонтов Центральной долины в период с 2003 по 2010 год, что привело к подъему воды в Сьерре примерно на 10 миллиметров (2/5 дюйма) за это время.
По словам Бургманна, после того, как новые результаты были переданы коллегам, некоторые геологи предположили, что штат может получать лучший или, по крайней мере, сопоставимый инвентарь доступной воды каждый год, используя GPS для измерения деформации грунта вместо измерения уровня снежного покрова и водохранилища.Другие соавторы — Колин Б. Амос из Университета Западного Вашингтона в Беллингеме, Ингрид А. Йохансон из Калифорнийского университета в Беркли.
Финансирование исследования поступило от NSF EarthScope и Института Миллера Калифорнийского университета в Беркли.