Menantang Keyakinan lama: Studi baru mengungkapkan bagaimana gempa bumi benar-benar menyala
Penelitian baru menunjukkan bahwa penumpukan stres yang lambat dan diam dan geometri kesalahan sangat penting dalam memicu gempa bumi
Sebuah studi baru telah mengungkap mekanisme yang mendasari bagaimana gempa bumi dimulai, mengklarifikasi pergeseran misterius dari gerakan yang lambat dan merayap ke pecahnya goncangan tanah. Melalui eksperimen canggih dan pemodelan inovatif, para peneliti menemukan bahwa pelepasan stres diam secara bertahap di sepanjang garis patahan berfungsi sebagai pemicu kritis untuk aktivitas seismik.
Dengan menyoroti peran geometri kesalahan yang sebelumnya diremehkan, penelitian ini menantang teori yang sudah lama ada dan memberikan perspektif baru tentang inisiasi gempa bumi. Wawasan ini tidak hanya meningkatkan pemahaman kita tentang salah satu kekuatan alam yang paling kuat tetapi juga menawarkan jalur yang menjanjikan untuk meningkatkan prediksi gempa bumi.
Penelitian inovatif tentang pecahnya gesekan dan nukleasi gempa bumi
Para peneliti dari Racah Institute of Physics di Hebrew University of Jerusalem, dipimpin oleh Prof. Jay Fineberg dan PhD. Mahasiswa Shahar Gvirtzman bekerja sama dengan Prof. David S. Kammer dari ETH Zurich dan Prof. Mokhtar Adda-Bedia dari École Normale Supérieure de Lyon, telah meluncurkan wawasan inovatif ke dalam mekanisme yang mendorong pecahnya gesek dan nukleasi gempa. Studi mereka menjembatani kesenjangan kritis dalam pemahaman kita tentang transisi dari gerakan lambat, aseismik ke pecah seismik yang cepat.
Tim melakukan percobaan dan mengembangkan model teoritis untuk menunjukkan seberapa lambat, creep stabil pada stres threshold transisi ke ruptur dinamis yang terkait dengan gempa bumi. Dengan memperluas prinsip -prinsip mekanika fraktur, para peneliti memasukkan lebar terbatas antarmuka kesalahan, sebuah faktor yang sering diabaikan dalam model tradisional.
“Temuan kami menantang dan memperbaiki model konvensional dari dinamika pecah,” jelas Prof. Fineberg. “Kami menunjukkan bahwa proses yang lambat dan aseismik adalah prasyarat untuk pecahnya seismik, didorong oleh stres lokal dan kendala geometris. Ini memiliki implikasi mendalam untuk memahami kapan dan bagaimana gempa bumi dimulai. ”
Sorotan utama dari penelitian ini termasuk validasi eksperimental yang inovatif, di mana para peneliti menggunakan pencitraan berkecepatan tinggi dan metodologi inovatif untuk mengamati bagaimana pecahnya nukleasi dimulai. Temuan mereka mengungkapkan bahwa proses dimulai sebagai tambalan dua dimensi gesekan yang kecil dan bergerak lambat. Tambalan -tambalan ini secara bertahap berkembang dan akhirnya beralih ke dinamika cepat yang secara tradisional dijelaskan oleh mekanika fraktur klasik, menandai lompatan yang signifikan dalam pemahaman kita tentang fenomena ini.
Transisi geometris dan prediksi gempa bumi
Studi ini juga menekankan peran penting transisi geometris dalam mengendalikan dinamika nukleasi. Dengan memasukkan lebar terbatas antarmuka kesalahan ke dalam model mereka, para peneliti menantang dan menyempurnakan teori -teori inisiasi gempa bumi yang ada. Fokus pada sifat geometris kesalahan ini memberikan wawasan baru tentang faktor struktural dan mekanik yang mempengaruhi timbulnya aktivitas seismik.
Selain itu, penelitian ini memiliki aplikasi dunia nyata yang luas. Kerangka kerja yang baru dikembangkan juga menawarkan pemahaman yang lebih dalam tentang proses sehari -hari yang penting dari gesekan dan fraktur material. Selain itu, kerangka kerja baru menggarisbawahi pentingnya proses yang lambat dan aseismik yang sering mendahului gempa bumi. Bahkan prekursor seismik yang tampaknya 'tenang', yang sebelumnya mungkin telah diabaikan, dapat menyimpan informasi penting tentang peristiwa seismik yang akan datang. Penemuan ini memiliki potensi untuk menginformasikan model prediktif dan meningkatkan kemampuan kami untuk mengantisipasi dan mengurangi risiko gempa bumi.
Implikasi penelitian ini melampaui ilmu gempa bumi, menawarkan wawasan tentang kekuatan material, dinamika fraktur, dan pengembangan model prediktif untuk aktivitas seismik.
Referensi: “Bagaimana Pecah gesek dan Gempa Bumi Nukleat dan Berevolusi” oleh Shahar Gvirtzman, David S. Kammer, Mokhtar Adda-Bedia dan Jay Fineberg, 8 Januari 2025, Alam.
Doi: 10.1038/s41586-024-08287-y
