Οι σεισμοί του εργαστηρίου δείχνουν πώς οι κόκκοι στα όρια σφάλματος οδηγούν σε μεγάλους σεισμούς
Στον λεπτό χορό των κρούστας της Γης, ορυκτών κόκκων στα όρια σφάλματος ενεργούν σαν μικροσκοπικά γρανάζια σε ένα γιγαντιαίο μηχάνημα. Αυτά τα μικροσκοπικά σωματίδια, ελάχιστα ορατά με γυμνό μάτι, μπορούν είτε να προωθήσουν είτε να εμποδίσουν τη διαδικασία ρήξης που οδηγεί σε σεισμό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι επηρεάζουν την τριβή μεταξύ των επιφανειών που έρχονται σε επαφή με το σφάλμα.
Τα πειράματα προσομοιώνουν τις συνθήκες βαθιά κάτω από την επιφάνεια της γης, όπου οι τεκτονικές πλάκες τρίβονται μεταξύ τους. Παρατηρώντας προσεκτικά τον τρόπο συμπεριφοράς των ορυκτών κόκκων κάτω από αυτές τις ακραίες συνθήκες, οι επιστήμονες ανακάλυψαν δύο σενάρια που μπορούν να οδηγήσουν σε σεισμό πλήρους φουσκωμένου:
Σενάριο 1:Κόκκινοι σε ένα χέρι βοήθειας:
Οι μικροί κόκκοι ορυκτών μπορούν να συμπεριφέρονται σαν καλοπροαίρετοι αρχιτέκτονες. Φανταστείτε ότι ενεργούν ως αλληλένδετα κομμάτια παζλ στο όριο σφάλματος. Καθώς τα βράχια και στις δύο πλευρές του σφάλματος γλιστρούν μεταξύ τους, αυτοί οι κόκκοι προσωρινά χτυπούν ο ένας στον άλλο, δημιουργώντας άγχος μέχρι να ξεπεράσει η δύναμη και να υπάρξει ξαφνική ρήξη.
Αυτή η συμπεριφορά μοιάζει με αυτό που συμβαίνει όταν προσπαθείτε να διαχωρίσετε το Velcro. Κάθε άγκιστρο και βρόχος τραβάει στιγμιαία και αντιστέκεται, αλλά τελικά δίνει τη θέση του. Ομοίως, η προσωρινή δέσμευση των κόκκων στα πειράματα του εργαστηρίου επιτρέπει τη συσσώρευση ελαστικής ενέργειας πριν από μια απότομη απελευθέρωση, παρόμοια με το κύριο σοκ ενός σεισμού.
Σενάριο 2:Στοιχεία ως προαγωγοί τριβής:
Οι κόκκοι των ορυκτών μπορούν επίσης να δράσουν σαν κακοί κακοί, διαταράσσοντας την ομαλή ολίσθηση στο όριο σφάλματος. Μερικοί από αυτούς τους κόκκους, ιδιαίτερα εκείνους με σχήματα πλάκες όπως το μαρμαρυγία, μπορούν να συσσωρευτούν κατά μήκος της επιφάνειας σφάλματος. Όπως οι ολισθηρές κλίμακες ψαριών, μειώνουν την τριβή μεταξύ των βράχων και αποτρέπουν τη σταδιακή απελευθέρωση ενέργειας.
Αυτή η μειωμένη τριβή επιτρέπει τη συσσώρευση περισσότερης πίεσης, με αποτέλεσμα έναν δυνητικά μαζικό σεισμό όταν η ενεργειακή ενέργεια ξεπερνά τελικά την αντίσταση της τριβής. Φανταστείτε να τραβήξετε μια σφιχτά τεντωμένη λαστιχένια ζώνη. Όσο περισσότερο το κρατάτε τεντωμένο, τόσο περισσότερο η δύναμη απελευθερώνεται όταν σπρώχνει.
Αυτά τα εργαστηριακά πειράματα παρέχουν πολύτιμες γνώσεις στους μηχανισμούς που διέπουν τη συμπεριφορά του σεισμού στα όρια σφάλματος. Με την κατανόηση του ρόλου των ορυκτών κόκκων σε αυτές τις διαδικασίες, οι επιστήμονες μπορούν να αξιολογήσουν καλύτερα τους σεισμικούς κινδύνους, να προβλέψουν την πιθανότητα σημαντικών σεισμών και να μετριάσουν τους κινδύνους για τις υποδομές και τις ανθρώπινες ζωές.
