https://frosthead.com

Seismické zpomalení by mohlo varovat před hrozícími zemětřeseními

Předpovídání zemětřesení dříve, než k nim dojde, je Svatý grál seismologie. Kdybychom věděli, kde a kdy se chystal katastrofický temblor zasáhnout, mohli bychom evakuovat lidi, vypnout plynovody a pobřežní infrastrukturu na ochranu životů a domovů. Bohužel, stejně jako u Svatého grálu, je předpověď zemětřesení do značné míry považována za mýtus - slavně nazval říši „bláznů a šarlatánů“ seismologem Charlesem Richterem, mužem za Richterovou stupnicí.

Související obsah

  • Pomalá zemětřesení jsou věc

Nyní však nový výzkum naznačuje, že poruchové zóny, které se připravují na rachot, mohou skutečně podstoupit fyzické změny, které telegrafují zemětřesení.

Marco Scuderi, postdoktorandský kolega na Sapienza University v Římě, zjistil, že dokáže tyto změny odhalit střílením seismických vln pomocí laboratorního modelu zemětřesení. Spolu s analýzami poruchových zón v reálném světě tento model naznačuje, že sledování aktivních poruch v reálném čase by mohlo vědcům pomoci vyvinout systémy včasného varování a možná dokonce někdy předpovídat ničivé zemětřesení dříve, než začnou. Scuderi a jeho kolegové publikovali svá zjištění v časopise Nature Geoscience .

Jean-Paul Ampuero, seismolog z Kalifornského technologického institutu, který se studie nezúčastnil, nazval studii důkladnou a výsledky slibné. "Musíme prozkoumat důsledky, které má na naši schopnost měřit tyto prekurzory před velkým zemětřesením, " říká.

Scuderi se nikdy nepokoušel předpovídat zemětřesení - a když mluví o své práci, je opatrný při používání „p-slova“. Místo toho chtěl pochopit, zda pravidelná zemětřesení vycházejí z podobných procesů, jako jejich nedávno objevené, jemnější protějšky známé jako pomalá zemětřesení.

"Nevíme, zda jsou rychlými zemětřeseními a pomalými zemětřeseními bratranci, nebo jsou-li vzdálenými příbuznými, nebo prostě nejsou ani příbuzní, " vysvětluje Scuderiho spoluautor a bývalý postgraduální poradce Chris Marone, geovědec v Pensylvánii. Státní univerzita.

Scuderi se proto obrátil na masivní kovový stroj na zemětřesení o velikosti brouka Volkswagen, aby to zjistil. Marone postavil první verzi tohoto zemětřesícího stroje ve státě Penn v 90. letech, poté spolupracoval se Scuderim a studoval spoluautor Cristiano Collettini na římské univerzitě Sapienza, aby v Itálii vybudoval druhou.

"Vypadá to velmi velké a velmi komplikované, " říká Scuderi. A je to - ale říká, že zdůvodnění jeho vnitřního fungování je snadné. "Tímto strojem se snažíme co nejvíce reprodukovat to, co se děje na Zemi."

Uvnitř kovového monstra fungují kovové bloky jako tektonické desky, které se klouže kolem sebe, a rozdrcené křemeny stojí za drcenými horninami na rozhraní mezi deskami. Protože zemětřesení pochází spíše hluboko na Zemi než na laboratorní desce, mohou vědci vyladit horizontální a vertikální sílu vyvíjenou na bloky, aby replikovali tlaky v různých hloubkách pod zemským povrchem. A pro simulaci tuhosti nebo stlačitelnosti tektonických desek mohou změnit tuhost pružiny na pístu používaném k posouvání bloků kolem sebe.

Vyladěním tuhosti pružiny a tlaku na chybu se Scuderi mohla změnit, zda se desky přilepily k sobě a pak se násilně klouzaly od sebe jako typické zemětřesení, nebo zda se pomalu v průběhu času uvolňovaly - spíš jako pomalé zemětřesení. Být schopen vytvořit celé spektrum seismického chování v laboratoři pouhým změnou několika proměnných mu řekl, že pomalý zemětřesení a rychlá zemětřesení by mohla vzniknout z podobných fyzikálních procesů v tektonických poruchách.

A co víc, před, během a po „zemětřesení“, vystřelil do poruchy seismické vlny a změřil, jak se změnily, když procházely. Seismické vlny vždy zpomalovaly těsně před prasknutím poruchy - signál předchůdce, který se ukázal být také ve skutečném světě.

V letech 2005 až 2006 výzkumný tým vedený seismologem z Rice University vystřelil seismické vlny skrze San Andreas Fault z vrtané díry, která byla vyvrtána hluboko pod zemí. Když měřili rychlosti vln, když procházeli chybou, vědci si uvědomili, že vlny zpomalily před dvěma různými otřesy. Jiné studie, které jednoduše měřily okolní seismický šum v poruchových oblastech, detekovaly podobná zpomalení přibližně ve stejnou dobu jako zemětřesení, ale nebylo jasné, kdy přesně k těmto zpomalením došlo.

Bude výzvou aktivně sledovat poruchové zóny těchto prekurzorových signálů mimo laboratoř. "Našli to v laboratoři v měřítku laboratorních experimentů, " říká Ampuero. "Jak se vám daří škálovat až na chybu, která je dlouhá 100 kilometrů, kde proces přípravy na zemětřesení probíhá v hloubce 10 kilometrů?"

Joan Gomberg, seismolog s americkým geologickým průzkumem, který se nezúčastnil tohoto výzkumu, souhlasí s tím, že pokus o detekci těchto prekurzorových signálů mimo laboratoř nebude snadný - ale domnívá se, že výsledky Scuderi by mohly znamenat, že to stojí za vyzkoušení. "Pokud je to proveditelné, je to super vzrušující, " říká. "To naznačuje, že by mohly existovat způsoby předvídání velkého zemětřesení nebo destruktivního zemětřesení."

Seismické zpomalení by mohlo varovat před hrozícími zemětřeseními