Разглеждайки отблизо геометричния състав на скалите, откъдето възникват земетресенията, изследователи от университета Браун добавят нова бръчка към дългогодишното вярване за това какво причинява сеизмичните земетресения на първо място.
Работата, описана в списание Nature, разкрива, че начинът, по който мрежите от разломи са подредени, играе критична роля при определянето къде ще се случи земетресение и неговата сила.
Констатациите оспорват по-традиционната представа, че основно типът триене, случващ се при тези разломи, определя дали земетресенията се случват или не, и те биха могли да подобрят текущите разбирания за това как работят земетресенията.
Нашата статия рисува този много различен вид картина за това защо се случват земетресения", каза геофизикът Браун Виктор Цай, един от водещите автори на статията. "И това има много важни последици за това къде да очакваме земетресения срещу къде да не очакваме земетресения, както и за прогнозиране къде ще бъдат най-разрушителните земетресения."
Линиите на разлом са видимите граници на повърхността на планетата, където твърдите плочи, които изграждат литосферата на Земята, се сблъскват една с друга. Цай казва, че в продължение на десетилетия геофизиците са обяснявали земетресенията като случващи се, когато напрежението в разломите се натрупа до точката, в която разломите бързо се изплъзват или се разбиват един покрай друг, освобождавайки задържаното налягане в действие, известно като поведение на приплъзване.
Изследователите теоретизираха, че бързото приплъзване и интензивните земни движения, които следват, са резултат от нестабилно триене, което може да се случи при разломите. За разлика от това, мисълта е, че когато триенето е стабилно, плочите след това се плъзгат една срещу друга бавно без земетресение. Това стабилно и плавно движение е известно още като пълзене.
„Хората се опитват да измерят тези свойства на триене, като например дали зоната на разлома има нестабилно триене или стабилно триене и след това, въз основа на лабораторни измервания на това, те се опитват да предскажат дали ще имате земетресение там или не“, казва Цай .
"Нашите открития предполагат, че може да е по-уместно да се разгледа геометрията на грешките в тези мрежи от грешки, защото може да е сложната геометрия на структурите около тези граници, която създава това нестабилно срещу стабилно поведение."
Геометрията, която трябва да се вземе предвид, включва сложности в подлежащите скални структури, като завои, празнини и стъпала. Проучването се основава на математическо моделиране и изучаване на разломни зони в Калифорния, като се използват данни от базата данни за кватернерни разломи на Геоложката служба на САЩ и от Калифорнийската геоложка служба.
Изследователският екип, който също включва студента от Браун Jaeseok Lee и геофизика от Brown Greg Hirth, предлага по-подробен пример, за да илюстрира как се случват земетресенията. Казват да си представят недостатъците, които се допират една до друга, като имащи назъбени зъби като ръба на трион.
Когато има по-малко зъби или зъби, които не са толкова остри, скалите се плъзгат покрай други по-плавно, което позволява пълзене. Но когато скалните структури в тези разломи са по-сложни и назъбени, тези структури се захващат една за друга и се забиват. Когато това се случи, те натрупват натиск и в крайна сметка, докато дърпат и натискат все по-силно и по-силно, те се счупват, отдръпвайки се един от друг и водейки до земетресения.
Новото проучване се основава на предишна работа, разглеждаща защо някои земетресения генерират по-голямо движение на земята в сравнение с други земетресения в различни части на света, понякога дори такива с подобен магнитуд.
Проучването показа, че блокове, които се сблъскват в зона на разлом, когато се случи земетресение, допринасят значително за генерирането на високочестотни вибрации и предизвикаха идеята, че може би геометричната сложност под повърхността също играе роля в това къде и защо се случват земетресенията.
Анализирайки данни от разломи в Калифорния - които включват добре известния разлом Сан Андреас - изследователите откриха, че разломните зони, които имат сложна геометрия отдолу, което означава, че структурите там не са толкова подравнени, се оказаха с по-силни земни движения от по-малко геометрично сложните разломни зони. Това също означава, че някои от тези зони ще имат по-силни земетресения, други ще имат по-слаби, а в някои няма да има земетресения.
Изследователите определят това въз основа на средното несъответствие на анализираните от тях грешки. Това съотношение на несъответствие измерва доколко грешките в определен регион са подравнени и всички вървят в една и съща посока спрямо това, че вървят в много различни посоки.
Анализът разкри, че разломните зони, където разломите са по-неправилно подравнени, причиняват епизоди на приплъзване под формата на земетресения. Разломните зони, където геометрията на разломите е по-подравнена, улесняват плавното пълзене на разлома без земетресения.
„Разбирането на това как се държат разломите като система е от съществено значение, за да се разбере защо и как се случват земетресенията“, каза Лий, студентът, който ръководи работата.
"Нашето изследване показва, че сложността на геометрията на мрежата от разломи е ключовият фактор и установява значими връзки между набори от независими наблюдения и ги интегрира в нова рамка."
Изследователите казват, че трябва да се направи още работа, за да се валидира напълно моделът, но тази първоначална работа предполага, че идеята е обещаваща, особено защото подравняването или несъответствието на грешките е по-лесно за измерване, отколкото свойствата на триене на грешките. Ако е валидна, работата може един ден да бъде вплетена в модели за прогнозиране на земетресения.
Това остава далеч засега, тъй като изследователите започват да очертават как да надграждат проучването.
„Най-очевидното нещо, което следва, е да се опитаме да отидем отвъд Калифорния и да видим как този модел се задържа“, каза Цай. „Това е потенциално нов начин за разбиране как се случват земетресенията.“
Няма коментари:
Публикуване на коментар