Naukowcy odkryli mechanizm trzęsienia ziemi. Czy to pomoże je przewidzieć?

Naukowcy zbadali ukryty mechanizm, który wyjaśnia "zapłon" trzęsień ziemi. Swoje najnowsze ustalenia opisali w naukowym czasopiśmie "Nature". Uważają, że okres powolnego, pełzającego ruchu bez wstrząsów może być niezbędnym preludium do wstrząsów. Odkrycie to rzuca nowe światło na podstawowe mechanizmy powstawania tych katastrofalnych zjawisk i otwiera potencjalne możliwości ich przewidywania.

Badania, prowadzone przez fizyka Jaya Fineberga z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie, koncentrowały się na pęknięciach w arkuszach plastiku w warunkach laboratoryjnych. Chociaż materiały te różnią się od skał tworzących skorupę ziemską, eksperymenty pozwalają zrozumieć podstawowe zasady fizyki dotyczące powstawania pęknięć poprzez przekształcenie tarcia w nagłe rozszczepienie na styku dwóch powierzchni.

Trzęsienia ziemi tworzą się w momencie, gdy poruszające się wzajemnie płyty tektoniczne zablokują się, a naprężenia wzdłuż uskoku narastają. Fineberg tłumaczy, że te płyty są poddawane rosnącym siłom, lecz blokuje je sztywna część granicy, która oddziela je i w końcu pęka. Proces nie następuje natychmiast - konieczne jest powstanie początkowego pęknięcia, które po osiągnięciu granic kruchej strefy przyspiesza i prowadzi do silnych drgań ziemi.

Zagadką było, jak ten wolny początkowo proces zmienia się w szybkie pęknięcie. Zespół badawczy odkrył, że przed pęknięciem tworzy się tzw. front nukleacji, czyli początkowe pęknięcie, które rozwija się powoli w strefie między płytami tektonicznymi. Chociaż fronty te poruszają się powoli i nie uwalniają dużej ilości energii, powiększają się z czasem, a energia potrzebna do dalszego pękania wzrasta z obszarem pęknięcia.

Ostatecznie, gdy pęknięcie wykracza poza kruchą strefę, dodatkowa energia przenika dalej, co prowadzi do nagłego i gwałtownego przemieszczenia. Fineberg zauważa, że zrozumienie asejsmicznego ruchu mogłoby pozwolić przewidzieć trzęsienia ziemi. Zespół Fineberga bada obecnie, jak taki ruch zamienia się w sejsmiczny w laboratorium, co może pomóc w przyszłych prognozach ostrzegających przed trzęsieniami na podstawie wczesnych oznak.

Fineberg i jego zespół starają się obecnie wykryć oznaki przejścia od ruchu asejsmicznego do sejsmicznego w laboratorium. "Być może uda nam się odkryć to, czego nie da się zrobić w przypadku prawdziwego uskoku, ponieważ nie mamy szczegółowych informacji o tym, co robi trzęsienie ziemi, dopóki nie wybuchnie" - przekazał badacz.

Odkrycia te pokazują, jak powolne pełzanie przed pęknięciem może gwałtownie przejść w trzęsienie ziemi. Teoretycznie, gdyby można było zmierzyć ruch asejsmiczny przed pęknięciem - na przykład na uskoku lub nawet w obiekcie mechanicznym, takim jak skrzydło samolotu - możliwe byłoby przewidzenie pęknięcia przed jego wystąpieniem.

Odkrycie ukrytego mechanizmu "zapłonu" trzęsień ziemi stanowi przełom w rozumieniu tych katastrofalnych zdarzeń. Potencjalne możliwości przewidywania trzęsień ziemi otwierają nowe perspektywy dla ochrony życia i infrastruktury.