Modul În Care Cutremurele Se Confruntă Cu Defectele „Târâtoare”

{h1}

Spre deosebire de zeci de ani de înțelepciune geologică, segmente de defecțiuni târâtoare, care se gândesc să alunece bine unul peste altul, pot produce cutremure masive.

Unele dintre cele mai mari și mai mortale cutremure din ultimii ani au lovit în cazul în care estimările de pericol de cutremur nu au prezis cutremure masive.

Un model computerizat detaliat al cutremurelor mari din Japonia și Taiwan ajută să explice de ce.

Spre deosebire de zeci de ani de înțelepciune geologică, segmentele de defecțiuni târâtoare, care se gândesc să alunece bine unul peste altul, pot trece brusc la un alt mod în timpul unui cutremur, constată modelul. În loc să acționeze ca o barieră pentru rupere, segmentul târâtor își pierde rezistența, cel mai probabil prin încălzirea prin frecare.

„Aceste segmente sunt locurile în care cutremurele ar tinde să moară”, a spus Nadia Lapusta, profesoară de geofizică și inginerie mecanică la Caltech. "Dar în timpul unui cutremur, generați căldură prin frecare, la fel ca atunci când vă frecați mâinile, iar proprietățile defectului se pot schimba", a spus ea pentru OurAmazingPlanet.

Studiul care arată potențialul scenariu în care segmentele de defecțiune se rup, apare astăzi (9 ianuarie) în revista Nature.

Crearea căldurii

În limbajul geologic, defecțiunile târâtoare se întăresc. Sosirea unei alunecări de cutremur (sau compensarea de-a lungul unei defecțiuni) crește frecarea între cele două părți ale defectului, determinându-le să se lipească între ele și să oprească trecerea cutremurului rapid. [Cele mai mari 10 cutremure din istorie]

Dar, cu încălzirea bruscă, cum ar fi frecarea de la un cutremur, fluidele din mineralele pulverizate care căptușesc zona de defecte pot schimba o defecțiune înfiorătoare la slăbirea ritmului, a spus Lapusta. Aceasta înseamnă că alunecarea de la cutremur slăbește în mod dinamic defectul pe măsură ce se deplasează de-a lungul fracturii sale. Iar când defecțiunile acționează în modul de slăbire a vitezei, acestea generează cutremure.

Modelul ajută la explicarea observațiilor derutante de la cutremurul de la Tohoku cu magnitudinea 9.0 care a lovit Japonia în 2011, precum și cutremurul din Chi Chi din Taiwan, a spus Lapusta.

Tsunamiul devastator al Japoniei a fost declanșat de decalajul extrem de mare al defecțiunii - aproximativ 50 de metri (50 de metri) la adâncimi reduse ale zonei de subducție unde s-a izbit cutremurul din 11 martie 2011. O zonă de subducție este unde se întâlnesc două dintre plăcile tectonice ale Pământului și un alunecare sub celălalt.

Dar în zona de subducție a existat o defecțiune mai mică în profunzime. Acest segment adânc a produs și agitarea cu frecvență mai mare și a atins eliberarea sa maximă de energie mai rapid decât segmentul superficial.

Întârzierea timpului dintre segmentele de defecțiune adâncă și superficială s-a datorat alunecării cutremurului care și-a forțat drumul într-o defecțiune înfiorătoare, sugerează modelul. Cutremurul a trebuit să-și aplaneze prin încălzire prin frecare.

"Când cutremurul a pătruns în această zonă în modelul nostru, a început să moară, dar apoi a supraviețuit din cauza slăbirii dinamice. Este exact așa cum am observat în Tohoku", a spus Lapusta. „Nu este o dovadă, dar este o confirmare indirectă că acest model este ceea ce s-a putut întâmpla”.

Subestimarea pericolului

Noul model sugerează că segmentele de defecțiuni târâtoare au atras unii oameni de știință într-un fals sentiment de securitate.

"Am găsit o explicație fizică plauzibilă cu privire la modul în care aceste segmente stabile pot susține evenimente seismice mari, astfel încât pericolele seismice pot fi mai mari în unele zone decât se aștepta", a spus Lapusta, care a creat modelul cu colegul Hiroyuki Noda al Agenției Japoniei pentru Știința și tehnologia Marine-Earth în Yokohama.

Scurta înregistrare a cutremurului este în parte vinovată pentru supraveghere: monitorizarea seismică datează doar de un secol. Căutarea unor dovezi mai vechi necesită săparea tranșee în pământ sau găurirea forajelor în fundul oceanului, unde straturile de sediment păstrează indicii ale temblores-urilor trecute.

Dar presupunerile proaste pot fi de asemenea din culpă. În deceniile anterioare, cercetătorii au presupus, în general, că defecțiuni au avut cutremure caracteristice, repetabile, a căror dimensiune a fost determinată de placa de viteză a plăcilor tectonice ale Pământului, în timp ce se lovesc unul pe celălalt. În Parkfield, California, unde două dintre plăcile tectonice ale Pământului alunecă una peste alta de-a lungul defecțiunii San Andreas, oamenii de știință au stabilit un segment al San Andreas, acolo au avut parte de cutremure în medie la fiecare 22 de ani. Așa că au conectat regiunea cu echipamente de monitorizare și au așteptat cinci, 10, apoi 20 de ani înainte ca Parkfield să aibă în sfârșit cutremurul în 2004.

Ideea unui comportament consecvent pentru defecțiuni este atrăgătoare, deoarece face prognoza cutremurelor mult mai ușoară. Dar poate duce la subestimarea pericolului de cutremur, scrie geologul Chris Goldfinger de la Universitatea de Stat din Oregon în numărul 7 ianuarie al revistei Earth.

Experții au prezis că cel mai mare cutremur probabil pentru regiunea Tohoku este o magnitudine 8,4. În timp ce este încă un cutremur masiv, acesta este de opt ori mai slab decât cutremurul care a lovit. Estimarea s-a bazat pe ultimii 100 de ani de cutremure în zonă și studii privind tulpina seismică actuală, care provin din măsurători GPS. Puțini cercetători au prezentat înregistrări de tsunami preistorice, cum ar fi superquake-ul 869 Jogan, care a produs un tsunami la fel de mare ca cel al lui Tohoku. [În imagini: cutremur și tsunami din Japonia]

Cicluri pe termen lung

Superquake-uri ca cele din Japonia (și cutremurul din Sumatra din 2004) și studiile recente asupra înregistrărilor de sedimente ale cutremurelor trecute din Washington și California, relevă că modelele de cutremure variază pe cicluri pe termen lung.

Imaginea LIDAR creată de Proiectul B4 arată regiunea Dragon's Back din Fault San Andreas. Imagine cu amabilitate a lui Michael Bevis, Universitatea de Stat din Ohio

Imaginea LIDAR creată de Proiectul B4 arată regiunea Dragon's Back din Fault San Andreas. Imagine cu amabilitate a lui Michael Bevis, Universitatea de Stat din Ohio

Unele cutremure pot fi mai mici și se lovesc mai des decât se aștepta. Și cutremurele masive, mai mari decât dovedesc probele pentru o anumită eroare, sunt de asemenea posibile.

Modelul lui Lapusta și Noda arată o modalitate în care aceste cutremure masive și neașteptate pot avea loc.

„Se oprește și te face să te gândești”, a spus Paul Segall, un profesor de geofizică din Stanford, care nu a fost implicat în studiu. "Această idee mi-a rămas în minte de ceva vreme, că ai putea slăbi dinamic în aceste domenii care sunt stabil din punct de vedere nominal și au făcut o muncă fabuloasă", a spus el pentru OurAmazingPlanet, referindu-se la Lapusta și la echipa ei. „Sunt primii oameni care fac calcule detaliate și detaliate pentru a arăta că acest lucru s-ar putea întâmpla”.

Marea întrebare este dacă ceea ce s-a întâmplat la Tohoku se poate repeta la alte defecțiuni înfiorătoare, cum ar fi zona de subducție Cascadia în largul Washingtonului și Oregonului și secțiunea din mijloc a defecțiunii San Andreas din California, a spus Segall. Un cutremur care a cuprins secțiunile târâtoare ale fiecărei culpe ar fi un scenariu de coșmar pentru Coasta de Vest.

"Cred că singurul mod în care vom răspunde la acest lucru este să analizăm dovezile geologice ale alunecării trecute", a spus Segall.

Privește spre trecut

Relatările istorice culese de geologul Kerry Sieh de la Institutul Observator al Pământului din Singapore sugerează cutremurul din Fort Tejon din 1857, ultimul mare cutremur din San Andreas Fault, din sudul Californiei, rupt prin segmentul înfiorător de San Andreas.

Defectul de la San Andreas și-a variat alunecarea de la cutremur la cutremur în Câmpia Carrizo, în apropierea segmentului înfiorător, au descoperit recent geologii Nathan Toke din Utah Valley University și Ramon Arrowsmith de la Universitatea de Stat din Arizona. Acest lucru sugerează că eroarea poate urma un ciclu variabil. Acum caută dovezi ale cutremurelor trecute pe segmentul târâtor.

O secțiune transversală a unei porțiuni din zona de subducție Cascadia.

O secțiune transversală a unei porțiuni din zona de subducție Cascadia.

Pe zona de subducție Cascadia, sedimentele de pe fundul oceanului arată un cutremur în 1700 a fost cel mai recent din zonă, dar nu cel mai mare. Cel mai mare eveniment a lovit în urmă cu aproximativ 5.800 de ani și este posibil să fi avut de trei ori mai mare energie a agitatorului din 1700, i-au găsit pe Goldfinger și colegii de la Oregon State University.

Pe măsură ce cercetătorii colectează mai multe date despre comportamentul defectelor anterioare și proprietățile defectelor, modelatorii vor fi mai buni la prezicerea comportamentului de eroare, a spus Lapusta.

"Pe măsură ce continuăm să explorăm, putem pune aceste măsurători în modele ca ale noastre și să continuăm să explorăm ce se întâmplă", a spus Lapusta.

Ajungeți la Becky Oskin la [email protected]. Urmăriți-o pe Twitter @beckyoskin. Urmați OurAmazingPlanet pe Twitter @OAPlanet. Suntem și noi Facebook și Google+.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Comic Con Cosplay: Fotografii Cu Cele Mai Cool Costume
Comic Con Cosplay: Fotografii Cu Cele Mai Cool Costume

În Fotografii: Exxon Valdez Oil Spill
În Fotografii: Exxon Valdez Oil Spill

Sonda Chineză Descoperă Un Nou Mister Pe Partea Întunecată A Lunii
Sonda Chineză Descoperă Un Nou Mister Pe Partea Întunecată A Lunii

Incidentul Lacul Falcon
Incidentul Lacul Falcon

Prima (Și Ultima) Călătorie Către Fundul Mării
Prima (Și Ultima) Călătorie Către Fundul Mării


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com