сряда, 1 декември 2010 г.

Как земетресенията могат да бъдат предвидени: учените разкриват нови средства

Изследователи от Еврейския университет в Ерусалим, които са разглеждали "модел на земетресение" в лаборатория са открили, че основните допускания за триене, приети в продължение на стотици години са просто погрешни. Техните заключения предоставят нов начин за възпроизвеждане развивтието на земните разломи и евентуално прогнозиране на следващите тежки земетресения.

"Резултатите имат голямо значение за науката и техниката и помагат на изследователите да разберат как се получават земетресенията и с каква сила могат да се развият по разлома", каза Джей Финеберг от Природния институт в университета.

В продължение на векове физиците смятат, че размерът на силата на натиска, необходима за плъзгане на обект в дадена повърхност се определя от коефициент на триене, което е съотношението между силите на страниче натиск и натиск надолу (главно тежестта на обекта). Първо описан от Леонардо да Винчи през ХV век и дефиниран няколкостотин години по-късно, този закон е толкова широко приет, че постоянно се появява в учебниците по физика.

Но когато Бен-Дейвид се опитва да провери дали тези "закони" работа в различни точки по контактната повърхност на блок, законите се разпадат. При внимателно контролирани експерименти в лаборатория, Бен-Дейвид открива, че точките по контактната повърхност могат да издържа до пет пъти по-голям коефициент на триене, отколкото страничната сила прогнозира и обектът все още да не помръдва.

Експериментът всъщност е извършен с два контактни блока, тъй като те просто започват да се плъзгат един до друг. Въпреки, че блокове изглеждат като че се докосват гладко, в действителност те са свързани с многобройни, дискретни, малки звена за контакт, чиято обща площ е стотици пъти по-малко от видната блокова "контактна" зона. След Извършване на чувствителни измерване на напреженията в контактните точки, изследователите отбелязват, че силата на всяка точка по контактната повърхност може да бъде много по-голяма отколкото коефициентът на триене позволява преди разкъсането на контактите и началото на плъзгане на блока.

Освен това не всички контакти прекъсват по едно и същото време. Те се разрушат един след друг в ритъм, който настройва скоростта на разкъсване. Тези бързо движещи се серазкъсвания са близки братовчеди на земетресения, казва Финеберг. Блоковете представляват две тектонски плочи притискани една срещу друга, а когато силата между тях е достатъчно за освобождаването на плочитв, в резултат на разрушаване контактната повърхност изпраща шокови вълни през блоковете, точно като при земетресение.

Екипът е открил, че разкъсването преминават в три различни режима: бавни разкъсвания, които се движат със скорост доста под скоростта на звука; разкъсвания, които се движат с нормална скорост; както и "суперсрязващи" разкъсвания, които надхвърлят нормалната скорост. Какъв тип вълна се получава се определя от натоварването на точките за контакт, които осигуряват измерване на количеството енергия от освобождаване, ако действително се случи земетресение. Тези различни видове земетресения бяха наблюдавани в Земята, но тези опити дадоха първата представа за това как Земята "избира" начина на протичането им.

"Земетресението е същата система, като осъществените експерименти, само мащабите на факторите са хилядократни" - каза Финеберг. "Ние можем да гледаме как тези неща се развиват в лабораторията и се измерват всички променливи, които могат да бъдат действително важни, по начин който никога не може да се наблюдава при Земята."

Как земетресението "избира" да разруши не е просто един академичен въпрос. Всеки тип режим на разкъсване определя начина, по който Земята освобождава огромен натиск, заключен в тектонските движения и е тясно свързана с потенциалните опасности от земетресението. Като имаме предвид, че звуковите земетресения са разрушителни, техните свръхзвукови братовчеди са потенциално много по-опасни, тъй като освобождават огромна акумулирана в Земята енергия като ударна вълна. За разлика от тях бавните разкъсвания създават пренебрежими щети за същото количество освободена енергия.

И въпреки че все още е невъзможно да се правят подробни измервания на напреженията по реална вина, на иврит университет резултатите показват, метод, чрез който подчертава, могат да бъдат проследени като земетресението е в ход, и как едно земетресение може да подготвя почвата за първоначалните условия за следващия. Това ново разбиране е в състояние да предоставят безпрецедентна предсказуем мощност, оценяване както на руптура режим и степен на бъдещо земетресение.

Отговорности: Мненията, изразени в тази статия не е задължително да отговарят на тези на ScienceDaily или неговите служители.

Няма коментари:

Публикуване на коментар