28 марта, 2024

hleb

Находите все последние статьи и смотрите телешоу, репортажи и подкасты, связанные с Россией.

Как линии разломов в кухонной раковине меняют наши представления о геологии

Ханна Элстон готовит модель, посыпая песком поверхность глины. Кредит: UMass Амхерст

В новой статье, недавно опубликованной в журнале Геологияисследователи из Массачусетского университета в Амхерсте представили физическую модель, которая дает раннее представление о скорости смещения разломов, что определяет вероятность землетрясений.


Когда большинство из нас представляет себе линия разломапредставляем себе гигантскую трещину в земле, где два тектонические плиты врезаться друг в друга. Однако когда геологи думают о разломах, они видят разветвленную систему, состоящую из тысяч отдельных разломов. «Чем ближе вы смотрите, — говорит Мишель Кук, один из соавторов статьи и профессор геолого-геофизических исследований Университета Массачусетса в Амхерсте, — тем больше вы обнаруживаете, а когда вы смотрите в деталях, картина становится очень сложной».

Такая сложность затрудняет точное понимание того, что происходит в любом заданном месте системы, не говоря уже о том, чтобы предсказать, когда и где произойдет землетрясение. Чтобы еще больше затуманить картину, подавляющее большинство особей погребены под ногами грязи или скрыты растительностью, и поэтому их нельзя наблюдать напрямую. Ну наконец то, вина системы развиваются в течение тысяч, десятков тысяч или даже миллионов лет. Поэтому геологи традиционно генерировали обобщенные скорости проскальзывания для целых систем разломов и широко теоретизировали о том, как развиваются системы разломов.

В новом исследовании авторы использовали физическая модель, «размером с кухонную раковину», — говорит Ханна Элстон, ведущий автор статьи и аспирант геолого-геофизического факультета Университета Массачусетса в Амхерсте, и наполнила его тщательно составленной каолиновой глиной, «по консистенции примерно как греческий йогурт», который ведет себя очень похоже на земную кору. В нижней части модель две пластины, которые можно точно перемещать. Затем Элстон и ее соавторы аккуратно разрезали глину, чтобы сформировать разлом, и в течение четырех часов, что имитировало миллион лет, сдвинули пластины на 12 сантиметров, все время делая снимки с помощью множества камер над головой. которые они затем могли бы проанализировать, чтобы раскрыть скорость проскальзывания и механику смоделированных ими разломов.

Анимация эксперимента по смещению плиты, показывающая эволюцию системы разломов. Кредит: UMass Амхерст

Точность первого в своем роде метода, разработанного Элстон и ее соавторами, позволяет им отслеживать скорости скольжения в определенных местах вдоль разломов с абсолютным сравнением, которое затем может предоставить запись, которую исследователи могут напрямую использовать для полевых исследований. для оценки скорости скольжения в любой конкретной точке вдоль разлома.

Мало того, что модель работает таким образом, что отражает реальные разломы, она позволила Элстон и ее коллегам, в том числе Куку и Алексу Хатему, которые сейчас работают в Геологической службе США, наблюдать два разных явления, которых никто раньше не видел. Во-первых, модель показывает, что скорости проскальзывания могут меняться в конкретном месте разлома по мере развития разлома. Во-вторых, команда показала, что скорости проскальзывания являются интерактивными: скорость может меняться во многих разных точках вдоль одного разлома в ответ на изменение скорости проскальзывания в других, близлежащих разломах.

«Это исследование дает нам самую точную картину развития разломов, которую можно использовать для оценки сейсмической опасности», — говорит Элстон, и это только начало. Исследование в этой статье, которое было поддержано Национальным научным фондом, представляет собой доказательство концепции для аналитических методов команды. В будущем будут детально воссозданы 3D-реконструкции эволюции различных разломов.

Видеообзор модели команды доступен на YouTube:


Новая численная модель моделирует складчатость земной коры в течение всего цикла землетрясений.


Дополнительная информация:
Нестационарные скорости проскальзывания возникают вдоль развивающихся ограничивающих изгибов при постоянном нагружении, Геология (2022). DOI: 10.1130/G49745.1

Цитата: Как линии разломов в кухонной раковине меняют то, что мы знаем о геологии (3 февраля 2022 г.). Получено 3 февраля 2022 г. с https://phys.org/news/2022-02-fault-lines-kitchen-geology.html.

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

READ  НАСА заявило: «Впервые солнечные лучи были отчетливо видны на поверхности Марса».