Геологи из Массачусетского технологического института впервые смогли точно измерить, куда именно уходит энергия, высвобождаемая при землетрясении. Проведя серию контролируемых лабораторных экспериментов, имитирующих сейсмические события, ученые смогли количественно оценить полный энергетический баланс так называемых «лабораторных землетрясений». Результаты исследования показали, что подавляющая часть энергии — в среднем около восьмидесяти процентов — преобразуется в тепло, вызывая мгновенный и чрезвычайно мощный температурный скачок в эпицентральной области. Лишь примерно десять процентов энергии уходит на создание сейсмических волн, которые вызывают разрушительные колебания поверхности. И менее одного процента энергии расходуется непосредственно на дробление и растрескивание пород.
Ключевым открытием стало также то, что распределение энергии зависит от истории деформации горных пород, то есть от того, какие тектонические смещения и напряжения они испытывали в прошлом. Это означает, что «память» породы о предыдущих воздействиях в значительной степени влияет на то, насколько разрушительным может быть будущее землетрясение в данном регионе. В ходе экспериментов исследователи наблюдали, что трение во время сдвига породы может всего за микросекунды разогреть вещество до температуры свыше 1200 градусов по Цельсию, что достаточно для его плавления и временного превращения в стекло.
Упрощенные лабораторные условия, как признают ученые, не могут в полной мере воспроизвести всю сложность природных процессов, протекающих на многокилометровой глубине. Однако понимание фундаментальной физики того, как энергия распределяется между теплом, колебаниями и разрушением пород, является критически важным шагом. В перспективе эти данные могут помочь сейсмологам точнее оценивать сейсмическую опасность регионов, прогнозировать вероятность будущих землетрясений и улучшать модели для снижения рисков.
Исследование было опубликовано 28 августа в научном журнале AGU Advances.
Комментарии (0)