Mens han udforskede et par huler i Illinois i 2008, bemærkede Samuel Panno en ejendommelig ting: Nogle af stalagmitterne - stenede, kegleformede formationer, der stiger op fra hulens gulve - havde mindre, nærliggende vækster, der var lysere i farve, hvilket antydede at de havde dannet for nylig.
De forskudte, hvide stalagmitter var omkring to inches høje og voksede på højere, brune stalagmitter i begge huler. "Det så ud som om nogen havde droppet isen fra deres kegle oven på [de større stalagmitter], " sagde Panno, der er forsker ved University of Illinois og Illinois State Geological Survey.
Da han og hans kolleger opdagede lignende stalagmitforbindelser i huler i to andre Midwestern-stater, besluttede de at undersøge. Ved hjælp af rock-dateringsteknikker beregnet forskerne alderen på de nye stalagmitvækster og blev overrasket over at finde ud af, at de alle var omkring 200 år gamle. ”Det korrelerede virkelig godt med en række jordskælv i regionen, der skete i 1811 og 1812, ” sagde Panno.
En idé begyndte at dannes i forskernes sind: måske stalagmitparret, de havde afsløret, skyldtes jordskælv, der forstyrrede den normale stalagmittdannelsesproces. Stalagmitter dannes af mineraliserede vanddråber, der falder ned fra hulet lofter, og jordskælv kunne efterlade deres præg på stalagmitvækst ved at flytte jorden og ændre vandstrømmen.
Hvis holdets længe var korrekt, kunne stalagmitter tjene som værdifulde "paleoearthquake indicator", der kunne give ledetråde om tidspunktet, størrelsen og oprindelsen af tidligere jordskælvsaktivitet.
I en ny undersøgelse, der blev offentliggjort i 13. september-udgaven af Bulletin for Seismological Society of America, testede Panno og hans team denne hypotese. Forskerne brugte en række dateringsteknikker til at bestemme aldrene for nye stalagmitvækster i flere huler i Wabash Valley-feilsystemet i Midwestern USA og sammenlignede dem med tidspunktet for kendte jordskælv i regionen.
”Nogle gange tager vi en hel stalagmite og skærer den i to for at åbne den som en bog, så vi kan datere de forskellige vækstbånd, ” sagde Panno. "Andre gange bruger vi en øvelse til at tage en lille kerne og datere det."
Blandt fire stalagmitter i Donnehue-hulen i Indiana fandt forskerne et dobbeltpar stalagmitpar, der var ophørt med at vokse for omkring 100.000 år siden og derefter genoptog væksten igen for omkring 6.000 år siden, overlappende med et jordskælv i grov størrelse 7 i regionen. En anden yngre stalagmit begyndte at vokse for omkring 1.800 år siden - sammenfaldende med et jordskælv på 6, 2 - og viste senere forskydninger i dens vækstakse, der overlappede med andre seismiske begivenheder i den nærliggende seismiske zone i New Madrid.
Forskere vidste allerede om begge disse gamle jordskælv fra andre undersøgelser af rystet jord i gamle sedimenter. Men mens datoer fra såkaldte paleoliquifaction-undersøgelser kun er pålidelige op til ca. 35.000 år på grund af begrænsningerne i radiocarbon-dateringsteknikken, der bruges til at beregne sedimentalder, beregnes stalagmittalder ved hjælp af en anden teknik, kaldet uranium-thorium-datering, som potentielt kunne give forskere mulighed for at afsløre ældre jordskælvsunderskrifter fra så langt tilbage som for en halv million år siden.
"Dette har potentialet til at give os mulighed for at se langt længere tilbage i tiden, " sagde John Tinsley, en videnskabsmand på den amerikanske geologiske undersøgelse, der ikke var involveret i undersøgelsen.
Tinsley tilføjede, at fordi stalagmitvækst også kan blive påvirket af andre faktorer, såsom klimaforandringer, der får en drypkilde til at tørre op, er det nødvendigt at finde flere stalagmitpar i lignende aldre, hvis man bygger en stærk sag for gamle jordskælv, der ikke allerede er kendt om. i flere huler.
Panno siger faktisk, at de fleste af de stalagmitskift, hans hold observerede, var relateret til oversvømmelser eller klimaændringer, men den nye undersøgelse viser, at det er muligt at fjerne disse effekter fra dem, der er udløst af jordskælv.
At have et klarere billede af tidligere jordskælv kan give værdifuld indsigt om fremtidige jordskælv, sagde Panno. "Det er vigtigt at forstå periodiciteten af større jordskælv langs disse seismiske zoner, fordi jo mere vi ved om dem, " tilføjede han, "jo bedre kan statslige, føderale og lokale agenturer være parate til at træffe beslutninger om, hvad de skal gøre, hvis det ser ud vi er forfaldne til en anden. "
