Землетруси є одними з найруйнівніших катастроф, які може викликати наша планета, проте ми досі занадто часто буваємо зненацька захоплені їх появою.
Нові дослідження розкрили деталі процесу, який передує землетрусу: повільний і стійкий період зміщень у чітко визначеній точці напруги земної кори є необхідним тригером для виникнення потужних сейсмічних подій.
“Наші висновки кидають виклик традиційним моделям динаміки розривів і уточнюють їх”, — пояснює фізик Джей Файнберг із Єврейського університету в Єрусалимі.
“Ми доводимо, що повільні, асейсмічні процеси є обов’язковою передумовою для виникнення сейсмічних розривів, спричинених локалізованим напруженням та геометричними обмеженнями. Це має серйозні наслідки для розуміння того, коли і як починаються землетруси”.
Для виникнення землетрусу слабкі місця у корі повинні перетворитися на тріщини, які можуть раптово піддатися руйнуванню. Багато попередніх досліджень показали, що утворення цієї тріщини передує серії повільних рухів, які не викликають помітного коливання навколишніх порід. Однак деталі цих процесів часто базуються на узагальненнях, зазвичай у двовимірному просторі, що може не враховувати переходи у тривимірному світі.
Група дослідників під керівництвом фізиків Джея Файнберга та Шахара Гвірцмана з Єврейського університету в Єрусалимі вирішила зрозуміти роль цього повільного, асейсмічного напруження в активації землетрусів. Вони використовували експерименти та теоретичне моделювання, щоб дослідити, як розвивається цей процес.
Однією з необхідних умов для виникнення землетрусу є розрив, який забезпечує точку фокусування енергії, накопиченої через зовнішні навантаження. Без тріщин напруга не може посилюватися, що, своєю чергою, унеможливлює раптове вивільнення енергії.
Дослідники вивчали тріщини в одному, двох і трьох вимірах, а також механіку невеликих рухів у корі, відомих як повзучість. Їхні висновки показали, що невеликі, повільні двовимірні ділянки тертя є першими етапами утворення розриву. Після періоду повільної стійкої повзучості у точках напруги ці ділянки поступово розширюються та розвиваються до сейсмічного розриву.
Ці додаткові деталі мають важливе значення для розуміння еволюції землетрусів. Вони допомагають краще зрозуміти процеси напруги та тертя, а також надають ключову інформацію, яка може сприяти прогнозуванню сейсмічної активності у майбутньому.
“Окрім свого значення для вивчення міцності матеріалів, ця нова модель динаміки утворення розривів безпосередньо стосується динаміки землетрусів: повільний, асейсмічний розрив завжди передує швидкому сейсмічному розриву”, — пишуть дослідники.
“Ця теорія може надати нову основу для розуміння того, як і коли починаються землетруси”.
Дослідження було опубліковано в журналі Nature.
