H κατάρρευση της καλδέρας ως φυσικό παράδειγμα τριβής βράχου

Αεροφωτογραφία της καλδέρας Kilauea, Χαβάη, τραβηγμένη στις 13 Ιουλίου 2018. Από USGS.

Οι επαναλαμβανόμενες ολισθήσεις στο τοίχωμα της καλδέρας του ηφαιστείου Kīlauea είναι ένα φυσικό πείραμα όχι μόνο για την κατανόηση της μηχανικής του σχηματισμού της καλδέρας αλλά και για την απόκτηση περισσότερων γνώσεων σχετικά με την τριβή ρηγμάτων.

Ο σχηματισμός καλδέρας κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων είναι αποτέλεσμα επαναλαμβανόμενων ολισθήσεων τριβής στο τοίχωμα της καλδέρας. Χρησιμεύουν ως πειράματα τριβής φυσικών πετρωμάτων με ένα σχετικά καλά περιορισμένο ιστορικό φόρτωσης.

Οι Crozier και Anderson [2024] ανέπτυξαν ένα δισδιάστατο αξονικό συμμετρικό μοντέλο για την προσομοίωση επαναλαμβανόμενων σεισμών κατά την έκρηξη του ηφαιστείου Kīlauea το 2018 στη Χαβάη, το συμβάν κατάρρευσης της καλδέρας με την καλύτερη παρακολούθηση. 

Λαμβάνοντας υπόψη τη συμπιεστική ιξώδη ροή στη δεξαμενή μάγματος, τη δυναμική ελαστικότητα και τον νόμο τριβής που εξαρτάται από τον ρυθμό και την κατάσταση στο τοίχωμα της καλδέρας κάνει το μοντέλο τους πιο ρεαλιστικό από τα προηγούμενα. Αποδεικνύουν ότι οι ρεαλιστικές ιδιότητες των βράχων και η γεωμετρία της καλδέρας μπορούν να εξηγήσουν τις περισσότερες από τις παρατηρήσεις. Η μοντελοποίησή τους υποδηλώνει επίσης ότι ένα ρήγμα σταθεροποιείται μετά από μια αθροιστική ολίσθηση 10 έως 100 μέτρων.

Αυτή η μελέτη θα χρησιμεύσει ως ορόσημο όχι μόνο για την περαιτέρω κατανόηση της μηχανικής του σχηματισμού της καλδέρας αλλά και για την απόκτηση περισσότερων γνώσεων σχετικά με την τριβή ρηγμάτων.

Γεωδίφης με πληροφορίες από το eos.org

Πηγή: Journal of Geophysical Research: Solid Earth

Crozier, J., & Anderson, K. R. (2024). Earthquake cycle mechanics during caldera collapse: Simulating the 2018 Kı̄lauea eruption. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129, e2024JB028886. https://doi.org/10.1029/2024JB028886

https://eos.org/editor-highlights/caldera-collapse-as-a-natural-example-of-rock-friction