Odkryto ukryty mechanizm, który może być przyczyną trzęsień ziemi

Nowe badania sugerują, że za szybkimi pęknięciami powodującymi fale sejsmiczne stoją fronty zarodkowania.

Jeden powolny, pełzający ruch Z nowego raportu opublikowanego w czasopiśmie Nature wynika, że ​​żadne wstrząsy nie mogą poprzedzać trzęsień ziemi. Badania prowadzone przez fizyka Jaya Fineberga z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie badają, w jaki sposób powstają i przyspieszają pęknięcia w materiałach, dostarczając wglądu w fizykę trzęsień ziemi.

W badaniu odtworzono w laboratorium pęknięcia przypominające trzęsienie ziemi, stosując arkusze pleksiglasu poddane działaniu sił bocznych, naśladując zachowanie płyt tektonicznych na liniach uskoków, takich jak uskok San Andreas w Kalifornii.

Wyniki sugerują, że zanim nastąpi gwałtowne pęknięcie – rodzaj pęknięcia odpowiedzialnego za fale sejsmiczne i wstrząsy gruntu – zachodzi wolniejszy proces wytwarzania energii, znany jako front zarodkowania.

„Kiedy płyty tektoniczne utkną na delikatnym styku, z biegiem czasu narastają naprężenia” – wyjaśnił Fineberg. Ta delikatna część, nie mogąca się odkształcić pod wpływem napięcia, kończy się złamaniempowodując trzęsienie ziemi. Jednak proces ten nie następuje natychmiast. Po pierwsze, pęknięcie musi się uformować i powoli rozszerzać, co Fineberg opisuje jako „fazę prekursorową”.

Zespół odkrył, że te fronty zarodkowania różnią się od normalnych pęknięć szybkością i uwalnianiem energii. W przeciwieństwie do szybko poruszających się szczelin, które generują energię kinetyczną i fale sejsmiczne, fronty zarodkowania poruszają się powoli i nie powodują natychmiastowych wstrząsów. Ruch ten, znany jako „pełzanie asejsmiczne”, pozwala na stopniowe gromadzenie energii.

Badanie wykazało, że fronty zarodkowania należy modelować w dwóch wymiarach, a nie w jednym. Zamiast postrzegać pęknięcie jako pojedynczą linię oddzielającą materiał przerwany od nieprzerwanego, Fineberg porównał je do tego rosnąca plama w płaszczyźnie, w której spotykają się dwie płyty. Początkowo, w miarę powiększania się plamki, energia potrzebna do jej rozszerzenia wzrasta proporcjonalnie, zapobiegając szybkiemu pęknięciu.

Kiedy jednak plama wyjdzie poza strefę delikatną, następuje zmiana bilansu energetycznego. Nadmiar energii staje się dostępny, powodując wyzwalanie wybuchowe przyspieszenie pęknięcia co powoduje trzęsienie ziemi.

Odkrycie to ma wpływ na przewidywanie trzęsień ziemi. Gdyby naukowcom udało się zmierzyć ruch asejsmiczny wzdłuż linii uskoków, byłoby to możliwe przewidywać zakłócenia zanim one wystąpią.