محققان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) برای اولین بار موفق شدند انرژی کامل یک زمینلرزه را اندازهگیری کنند.
به گزارش تکناک، این تیم تحقیقاتی بررسی کردند که چقدر از انرژی آزاد شده در یک زمینلرزه به حرارت، لرزش و شکستگی سنگها تبدیل میشود. برای این منظور، آنها از رویدادهای لرزهای میکروسکوپی و کنترلشدهای به نام «لرزشهای آزمایشگاهی» استفاده کردند.
این آزمایشها نشان داد که لرزشهای آشنای زمین تنها بخش کوچکی از انرژی کل آزاد شده (۱۰٪) هستند. در حالی که بخش کمی از انرژی (کمتر از ۱٪) باعث شکستگی سنگها میشود، حدود ۸۰٪ از این انرژی به حرارت تبدیل میشود. این گرمای سریع باعث میشود که سنگهای اطراف کانون زمینلرزه به طور موقت ذوب شوند.
زمینلرزهها به دلیل آزاد شدن ناگهانی انرژی ایجاد میشوند. این انرژی در سنگها طی میلیونها سال جمع میشود به علت فشار ناشی از حرکت صفحات تکتونیکی. وقتی این فشار از قدرت سنگها بیشتر میشود، سنگها در امتداد یک گسل حرکت کرده و امواج لرزهای تولید میکنند.
معمولاً لرزش زمین با استفاده از لرزهسنجها اندازهگیری میشود، اما اندازهگیری سایر نوعهای انرژی زمینلرزه، مانند حرارت و شکستگی سنگها، در زمان واقعی پیش از این غیرممکن بود. به همین دلیل، محققان MIT تصمیم گرفتند که نسخههای کوچکتری از زمینلرزهها را در آزمایشگاه شبیهسازی کنند.
در این آزمایشها، محققان از نمونههای کوچک گرانیت که مشابه سنگهایی هستند که در لایههای سیسموژنتیک، جایی که زمینلرزههای واقعی در آن آغاز میشود، استفاده کردند. این نمونهها را به پودر تبدیل کرده و ذرات مغناطیسی ریز به آنها اضافه کردند که مانند دماسنج عمل میکنند.
با این روش، محققان توانستند تغییرات دمایی و دیگر ویژگیها را پس از هر لرزش آزمایشگاهی اندازهگیری کنند. این نمونهها تحت فشارهای مختلف قرار گرفتند تا شرایط لایههای عمیق زمین را شبیهسازی کنند. زمانی که فشار به حد خاصی رسید، نمونهها به حرکت درآمده و یک لرزش کوچک شبیه به زمینلرزه ایجاد کردند.
محققان با استفاده از حسگرهای مختلف و مدلهای کامپیوتری، شدت لرزشها را اندازهگیری کردند و از میکروسکوپ برای مشاهده شکستگیهای سنگها استفاده کردند. آنها همچنین از ذرات مغناطیسی برای اندازهگیری میزان حرارت ایجاد شده استفاده کردند.
یکی از نتایج جالب این تحقیق این است که انرژی یک زمینلرزه ثابت نیست و به «تاریخچه تغییر شکل» سنگها بستگی دارد. این تاریخچه نشان میدهد که چقدر سنگها در اثر حرکات گذشته تکتونیکی جابجا شده و تغییر کردهاند. این ویژگی میتواند تأثیر زیادی بر شدت و میزان تخریب یک زمینلرزه داشته باشد. دانیل اورتگا-آرویو، یکی از محققان این پروژه، میگوید: «تاریخچه تغییر شکل سنگها یعنی چیزی که سنگ به خاطر دارد واقعاً بر تخریبپذیری و شدت یک زمینلرزه تأثیر میگذارد.»
این تحقیقات میتواند در آینده به لرزهشناسان کمک کند تا بهتر بتوانند زمینلرزهها را پیشبینی کنند. اطلاعات مربوط به زمینلرزههای گذشته میتواند به آنها کمک کند تا آسیبپذیری مناطق مختلف را نسبت به زمینلرزههای آینده ارزیابی کنند. این نتایج در تاریخ ۲۸ اوت در مجله AGU Advances منتشر شده است.
