Ο νόμος και η τάξη των ρηγμάτων

Προβλέψεις μοντέλων για ιδιότητες τριβής σταθερής κατάστασης ενός δείγματος ζώνης ρήγματος από το Αλπικό Ρήγμα. Φωτογραφία: Barbot [2023], Εικόνα 10a.

Οι έγχρωμοι κύκλοι εμφανίζουν δεδομένα από μετρήσεις που επικαλύπτονται στα αποτελέσματα του μοντέλου (εμφανίζονται ως χρωματιστά πεδία). Οι συνθήκες καλύπτουν και τα καθεστώτα αποδυνάμωσης και ενίσχυσης της ταχύτητας και το μοντέλο τα καταφέρνει πολύ καλά στην πρόβλεψη της συμπεριφοράς σε αυτό το εύρος. 

Νόμος και τάξη για τις τριβές και τα ρήγματα: Ένας νόμος για να τα κυβερνά όλα.

Τα ρήγματα αποτελούνται από πολύπλοκα υλικά με πολύπλοκες συμπεριφορές και η ύπαρξη ενός μόνο μοντέλου που μπορεί να προβλέψει αυτές τις συμπεριφορές αποτελεί πρόοδο στην κατανόηση της παραμόρφωσης και του κύκλου του σεισμού.

Οι γεωλόγοι έχουν από καιρό εκτιμήσει ότι η παραμόρφωση των διαφορετικών πετρωμάτων εξαρτάται από τις γενικές ιδιότητες των υλικών τους. 

Ωστόσο, η πραγματική παραμόρφωση του βράχου και η συγκεκριμένη συμπεριφορά ρήγματος προκύπτουν από τις ιδιότητες λεπτής κλίμακας των εξαιρετικά πολύπλοκων υλικών της ζώνης ρηγμάτων που συμπεριφέρονται διαφορετικά κάτω από διαφορετικές συνθήκες όπως η σύνθεση, ο ρυθμός παραμόρφωσης και η θερμοκρασία.

Το να μπορούμε να προβλέψουμε συγκεκριμένα πώς συμπεριφέρονται τα ρήγματα είναι ζωτικής σημασίας για την προώθηση της κατανόησης τόσο της γεωδυναμικής όσο και των σεισμικών κινδύνων.

Ο Barbot [2023] παρουσιάζει ένα ποσοτικό μοντέλο που μπορεί να προβλέψει την παραμόρφωση του βράχου τριβής σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών. Αυτές οι συνθήκες καλύπτουν πολύ διαφορετικές συμπεριφορές, όπως η επούλωση και η παραμόρφωση που μπορεί να οδηγήσουν ποικιλοτρόπως είτε σε ενδυνάμωση είτε σε αποδυνάμωση. 

Η χρήση αυτού του μοναδικού μοντέλου θα πρέπει, με πρόσθετες βαθμονομήσεις, να επιτρέπει την καλύτερη μοντελοποίηση της συμπεριφοράς του ρήγματος, της παραμόρφωσης και της σεισμικότητας σε όλη τη λιθόσφαιρα.

Γεωδίφης με πληροφορίες από το eos.org

Περισσότερα,

1.Barbot, S. (2023). Constitutive behavior of rocks during the seismic cycle. AGU Advances, 4, e2023AV000972. https://doi.org/10.1029/2023AV000972

2.Friction Law

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/friction-law