Геологам Массачусетского технологического института впервые удалось оценить полный энергетический баланс землетрясений в уменьшенном масштабе. Эксперименты помогли понять, как энергия толчков распределяется на колебания земли, разрушение горных пород и нагревание.
Для исследования геологи создали мини-землетрясения, имитирующие, как горные породы смещаются вдоль зоны разлома. Ученые взяли небольшие образцы гранита — это породы геологической области коры, где обычно возникают толчки. Гранит измельчили в мелкий порошок и смешали с магнитными частицами — своеобразным измерителем температуры.
Гранитный порошок поместили между двумя поршнями и обернули в золотую оболочку, затем применили сильное магнитное поле в необходимом направлении. Было предположение, что изменения направления частиц покажут, насколько сильно нагрелся «регион» во время сейсмического мини-события.
Образцы положили в специальный аппарат с постоянно увеличивающимся давлением — что-то похожее испытывают горные породы на глубинах 10−20 км под землей. Особые датчики фиксировали любые колебания, которые происходили при нагрузке на образец.
Команда оценила степень нагревания, колебаний и разрушения образцов, то есть весь энергетический баланс сейсмособытия. Оказалось, что только около 10% энергии уходит на «тряску», 1% — на разрушение пород. И в среднем 80% землетрясение отдавало для тепла. То есть энергия землетрясения в основном направлена на нагревание области и плавление пород в непосредственной близости к эпицентру.
«В некоторых случаях мы наблюдали, как вблизи разлома температура образца менялась от комнатной до 1200 °С за считанные микросекунды, а затем он мгновенно охлаждался после прекращения движения», — уточнили ученые.
Также ученые предполагают, что энергетический баланс землетрясения зависит и от истории деформации региона, то есть степени разрушения или смещения горных пород при следующих событиях.
Авторы исследования предполагают, что их результаты способны помочь сейсмологам прогнозировать вероятность землетрясений в регионах. Например, рассчитав, сколько энергии ушло на деформацию пород, можно предположить, как на регионе отразится следующее землетрясение.
«Наши эксперименты предлагают комплексный подход, который дает одно из самых полных на сегодняшний день представлений о физике сейсмоподобных разрывов в горных породах. Это даст подсказки о том, как улучшить наши текущие модели землетрясений и смягчения последствий стихийных бедствий», — заключили специалисты.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые объявили о новой зоне мегаземлетрясений.
