Nowe odkrycia zmieniają myślenie o trzęsieniach ziemi. Wszyscy się mylili?

Badacze ujawniają, że to sposób, w jaki sieci uskoków wyrównują się między sobą, jest decydujący w określaniu, gdzie nastąpi trzęsienie ziemi oraz jaka będzie jego siła. To podejście podważa tradycyjny pogląd mówiący o tym, że to przede wszystkim rodzaj tarcia pojawiający się w samych uskokach decyduje o powstaniu trzęsienia ziemi.

- Nasz artykuł przedstawia zupełnie inny obraz tego, dlaczego dochodzi do trzęsień ziemi. Ma to bardzo ważne implikacje dla tego, gdzie można spodziewać się trzęsień ziemi, a gdzie nie, a także dla przewidywania, gdzie będą najbardziej niszczycielskie trzęsienia ziemi - powiedział dr Victor Tsai, geofizyk z Brown University.

Tsai wskazuje, że przez dekady geofizycy wyjaśniali, że trzęsienia ziemi powstają, gdy naprężenia w uskokach wzrastają do punktu kulminacyjnego, po którym dochodzi do szybkiego "przełamania" (ślizgu) bloków skalnych. Powoduje to uwolnienie bardzo dużej energii. W tej koncepcji uważa się, że jeżeli płyty przesuwają się względem siebie w sposób płynny i stały nie dochodzi do trzęsień ziemi. Dochodzi do nich w przypadku tzw. niestabilnego tarcia.

- Ludzie próbowali zmierzyć te właściwości tarcia, takie jak to, czy w strefie uskoku występuje niestabilne lub stabilne tarcie, a następnie, na podstawie pomiarów laboratoryjnych, próbują przewidzieć, czy będzie tam trzęsienie ziemi, czy nie - powiedział Tsai.

Dodaje: - Nasze odkrycia sugerują, że bardziej istotne może być przyjrzenie się geometrii uskoków, ponieważ to złożona sieć struktur wokół tych granic może powodować niestabilne i stabilne ruchy.

Badacze twierdzą, że należy tutaj wziąć pod uwagę złożoność podstawowych struktur skalnych, w tym wszelkiego rodzaju zagięć, szczelin, czy wyłomów. Nowe analizy bazują na modelowaniu matematycznym i badaniu sfer uskokowych w Kalifornii.

Naukowcy uważają, że jeżeli skały posiadają mniej szczelin, czy wyłomów, przesuwają się względem siebie płynniej. Jeżeli w blokach skalnych występuje szereg szczelin i innych załamań, wówczas poszczególne struktury zaczepiają się o siebie - dochodzi wtedy do ich zaklinowania. Wskutek czego tworzą się naprężenia, które są uwalniane w przypadku pęknięcia któregoś z "zaczepów".

Może to wyjaśniać, dlaczego niektóre trzęsienia ziemi wywołują większy ruch gruntu w porównaniu z innymi trzęsieniami ziemi w różnych częściach świata, przy podobnej sile. Badania ujawniły, że uskoki, w których notuje się złożoną strukturę wewnętrzną, generowały silniejsze ruchy gruntu, niż mniej złożone geometrycznie strefy uskokowe.

- Zrozumienie, w jaki sposób uskoki zachowują się jako system, jest niezbędne, aby zrozumieć, dlaczego i jak dochodzi do trzęsień ziemi. Nasze badania wskazują, że złożoność geometrii sieci uskoków jest kluczowym czynnikiem - mówi Jaeseok Lee z Brown University.

Geofizycy są zgodni, że konieczne jest przeprowadzenie kolejnych szczegółowych badań, by ujawnić wszystkie tajemnice znajdujące się głęboko pod ziemią. Kolejnym krokiem będzie zbadanie uskoków w różnych częściach świata pod kątem złożoności geometrii tych form.

Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Nature.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!