En Büyük Gizemler: Bir Deprem Içinde Ne Olur?

{h1}

Sismologlar deprem sırasında dünya'nın içinde olanlardan oldukça emin değiller.

Editörün Notu: Bugün çeşitli bilim insanlarından en büyük gizem olduğunu düşündükleri şeyleri sorduk ve sonra da aklımızda olan birkaçını ekledik. Bu makale, hafta içi her gün çalışan WordsSideKick.com'ın "Greatest Mysteries" serisinde 15 kişiden biri.

Büyük bir deprem meydana geldiğinde, uzmanlar nerede başladığını ve ne tür bir arızanın meydana geldiğini ve hatta artçı şokların ne kadar süreceğini tahmin edebilir. Fakat garip gerçek şu ki, depremistler ve jeofizikçiler deprem sırasında gezegenin içinde olanlardan oldukça emin değiller.
Deprem fiziği, son on yıl içinde, laboratuar deneylerinden elde edilen yeni anlayışlar, çıkarılmış fayların saha çalışmaları ve daha iyi teoriler sayesinde bir devrim geçirmiştir.
Ancak, hataların devam etmesini engelleyen kuvvetlerin doğası ve davranışları aniden başarısızdır.
Ve hatalar hareket ettiğinde, bir şey eksiktir - iki dev kayanın birbirine çarptığı zaman, yukarıdaki zemini takip etmesi beklenen aşırı derecede yüksek sürtünme ve erime seviyeleri hakkında çok az kanıt yoktur.
Caltech jeofizikçisi Tom Heaton, “Egzotik bir şeyin gerçekleştiğine inanmanın birçok nedeni var” dedi.
Heaton, "Depremlerde sürtünme kayması sorunu, tüm Dünya bilimindeki en temel sorunlardan biridir." Dedi. “Deprem probleminin temel fiziğini anlatan 30 yıllık bir gizem hikayesi oldu.”

Nazik depremler

Tek depremlerin çoğu, tektonik plakaların birbirleriyle karşılaşıp kaymalarına neden olur. Hareketin sürtünme stresi kayaların gücünü aştığında, bir arıza hattında bir arızaya neden olduğunda, depremler meydana gelir. Yerkabuğunun şiddetli yer değiştirmesi, elastik gerinim enerjisinin salınmasına neden olur. Bu enerji, bir deprem yayan ve oluşturan şok dalgaları şeklini alır.
Heaton, depremlerle ilgili en garip şeylerden birinin ne kadar nazik olduğudur.
Örneğin, bazı bilim adamları laboratuardaki mini depremlerin nasıl simüle edileceğini anladıklarını düşünmüşlerdir. Ancak laboratuvarda gözlemlenen enerjileri gerçek hataların büyüklüğüne göre ölçeklendirdiklerinde, model hataların geniş erimesini öngörebilirdi. Ve bu tür modeller, Peru'da bu hafta 500'den fazla insanın öldürülmesinin ötesinde, 2005 Pakistan depreminde 80.000'den fazla insanın ya da Sumatra sahilindeki 2004 depreminde bir milyondan fazla kişinin ölümünün ötesinde tahribatı öngörüyor.
Heaton, "Depremler o kadar şiddetli olurdu ki, hiçbir canlı şey sarsıntıdan kurtulabilirdi," dedi.
Bu nedenle, hiç kimse gerçek bir depreme henüz yakın hiçbir şeyi simüle etmedi.
Bir makine tasarım problemi
Simülasyon problemi kısmen, laboratuvar makinelerinin deprem sırasında kilometrelerce zeminde meydana gelen tüm çevre koşullarını oluşturmasının çok zor olması gerçeğinde yatmaktadır - yüksek stres, yüksek basınç, yükseltilmiş sıcaklıklar ve saniyede yaklaşık bir avlu kayma oranı gibi. yürüdüğümüz hız hakkında.
David Goldsby ve Brown Üniversitesi'ndeki rock mekaniği meslektaşları, jeofizikçilerin derinlemesine sürtünmeyi inceleyebilmeleri için temblorların yüksek stresleri kaya örneklerine uygulayabilecek makineler tasarladılar.
“Yerküre kabuğunun tüm sismogenik bölgesi boyunca meydana gelen normal gerilmeleri, yaklaşık 10 kilometre [6 mil] derinlikte uygulayabiliriz” dedi.
Bu, deprem bilimi için inanılmaz derecede etkileyici ve önemli, ama yine de pek çok soruya cevap vermiyor, çünkü Dünya içinde gerçekleşen şey, büyüklük ve fizikte çok garip.
Goldsby, "Dünyadaki hiçbir aparat henüz tüm bu kriterleri karşılayamaz." Dedi.
Normal sürtünme
Yerin üstünde sürtünme, harekete karşı çıkan, istikrarlı ve inatçı bir güçtür. Sürtünme, soğuk ellerdeki insanlar bildiği gibi ısı üretir ve nesnelerin üzerine koyduğunuz stres ile artar. Bu yüzden kayma esnasındaki hataların ısısı, Dünya'daki derinlikle birlikte artmalıdır. Kayalar buluştukları yerde kesinlikle eriyebilmelidir.
Ancak yeraltında, depremler sırasında, iki büyük, sert, ağır basınçlı kaya levhaları birbirinin altında veya altında kaymaktadır. Ve hiçbir şey erimez. Genellikle.
Bu tuhaf. Goldsby, sürtünmenin ve dolayısıyla ısının zemindeki kayalardan beklenenden daha düşük olmasından kaynaklanıyor olabilir.
Deprem sürtünmesi bunun gibi çalışır, Heaton şöyle dedi: Hareketsiz çok az hareket olduğunda yüksek çıkıyor; kayalar hızlı hareket ettikçe sürtünme sıfıra düşer; sonra kayalar yavaşladığında sürtünme tekrar yükselir.
Goldsby, bir deprem sırasında sürtünmenin tuhaf davranışının, erime yok denecek kadar az olmasının sebebi olabileceğini söyledi. Kayalar hızlı hareket ettiğinde sürtünme düşükse, çok daha az ısı üretilir ve algılanabilir bir erime meydana gelmez.
Heaton, diğer bazı mekanizmaların kayaların erime aşamasına gelmeden önce başladığını söyledi.
Bir açıklama "flaş ısıtma" dir. Arızalar çok yüksek kuvvetler tarafından yerinde sıkışmış. Hatalar kaymaya başladığında, eğer yeterince hızlı kayıyorlarsa, buzdaki patenciler gibi mikroskobik temas noktalarında ekstra kayganlaşırlar. Heaton, ısı üretildi, ancak sonuçta sıfır sürtünmeli, yüksek sıcaklıkta bir tamponlu ışık ya da plazma olarak adlandırılan aşırı ısınan gazın algılanabilir hiçbir erimiş malzeme vermediği belirtildi. Arızalar yavaşladığı zaman tekrar sıkıca sıkışır.
Başka bir fikir, bir kayma sırasında kayaların içindeki basınçlı suyun hataya ve dolayısıyla sürtünmeye bağlı baskıyı azaltabileceğidir.Arızalar, bir sürtünme tamponunda kaybolarak, düşük sürtünme durumunda hatanın kaymasına izin verir ve kaya ısısı erime noktasına ulaşmaz.
Halıda dalgalanma
Heaton, depremleri anlamanın anahtarı aslında nereden başladığı değil, kırığın nasıl yayıldığı ve yeraltındaki sürtünmenin tuhaf davranışlarıyla çok ilgili olduğu.
En yüksek kayma hızları, Dünya'da bir halıda dalgalanma gibi geçen bir atım darbesinin ön ucunda gerçekleşiyor, diyor, bu hata davranışını 17 yıl önce bir dönüm noktasında tarif eden Heaton.
Bir hatayı düşünmek istediğin bir halı gibi düşün, dedi. Halıyı kenardan çekebilirsin. Onu taşımanın zor yolu bu. Bir halıyı hareket ettirmenin kolay yolu, “içine küçük bir yumru koymak ve yumruyu hareket ettirmek ve işiniz bittiğinde, halıyı telafi etmektir” diye açıklıyor.
Heaton, sürtünme darbeleriyle yin-yang düzeninde olduğunu, ortaya çıktığını söyledi. "Nabızdaki kayma sürtünmeye bağlı, ancak sürtünmenin ne kadar hızlı gerçekleştiğine dair sürtünme dönüşleri ortaya çıkıyor" dedi. "Bu bir matematik problemi, olumlu bir geri bildirim sistemi. Onlar çok dengesizdir."
Eğer bir nabzın ne kadar büyük olacağını bilseydiniz, bir deprem büyüklüğünü tahmin edebilirdiniz, ama sürtünme yeraltı botlarının egzotik davranışı bu kadar, Heaton dedi.
Goldsby, Halen, deprem fiziği alanında devrimin yeni anlayışlar getirdiğini söyledi.
“Sadece umutlu değil, önümüzdeki on yılda depremlerin nasıl meydana geldiği hakkında daha fazla şey öğreneceğimizden emin değilim” dedi. "Bu bilgi, depremlerin zarar verici etkilerini nasıl hafifleteceğimizi anlamamıza yardımcı olacak ve yaşam kaybını önlemeye yardımcı olacak ve bir gün deprem öncüllerini tespit etmemizi sağlayacak."

  • Başka Bir Büyük Gizem: Evrimi Ne Sürüyor?
  • Resim Galerisi: Ölümcül Depremler
  • Hayatın Küçük Gizemleri


Video Takviyesi: Tsunami Sonrasında Ortaya Çıkan Gizemli Şeyler.




Araştırma


Çalışma: Basit Yazma, Akıllı Bakmanızı Sağlıyor
Çalışma: Basit Yazma, Akıllı Bakmanızı Sağlıyor

Radyasyon Nasıl Çalışır?
Radyasyon Nasıl Çalışır?

Bilim Haberleri


New York Salgını: Lejyoner Hastalığı Nedir?
New York Salgını: Lejyoner Hastalığı Nedir?

Bu Bahar Ozon Bu Bahar Ozon Kaybını Yüz Olabilir
Bu Bahar Ozon Bu Bahar Ozon Kaybını Yüz Olabilir

Hava Türbülansı: Ne Kadar Tehlikeli?
Hava Türbülansı: Ne Kadar Tehlikeli?

Ces 2016: Büyük Tech Show Vegas'Ta Başladı
Ces 2016: Büyük Tech Show Vegas'Ta Başladı

Memeli Evrimi Büyük Atılım Yapmadı, Çalışma Önerileri
Memeli Evrimi Büyük Atılım Yapmadı, Çalışma Önerileri


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com