Ερευνητές στο Εδιμβούργο έχουν δημιουργήσει ένα νέο μαθηματικό μοντέλο που θα μπορούσε να βελτιώσει τον τρόπο πρόβλεψης των σεισμών.
Οι γεωεπιστήμονες βασίζονται στο Κέντρο Lyell, μια συνεργασία μεταξύ του Πανεπιστημίου Heriot-Watt και της Βρετανικής Γεωλογικής Έρευνας (BGS).
Ήθελαν να χρησιμοποιούν μαθηματικά αντί να καταφεύγουν σε εργαστηριακά πειράματα.
Ο στόχος ήταν να προβλεφθεί η δύναμη του τύπου ενός βασικού βράχου που βρίσκεται στην καρδιά των ρηγμάτων στον φλοιό της Γης όπου συμβαίνουν σεισμοί.
Αυτό ονομάζεται φυλλοπυριτικό ορυκτό.
Ο Δρ Sabine den Hartog συνεργάστηκε με επιστήμονες από τα πανεπιστήμια του Λίβερπουλ και της Ουτρέχτης.
Τα φυλλοπυριτικά λαμβάνουν τη μορφή μικροσκοπικών πλακών ή φύλλων.
"Προσδιορίζουμε τις διαδικασίες"
Όταν γλιστρούν το ένα στο άλλο υπό πίεση, αρχίζει ένας σεισμός.
Ο κρίσιμος παράγοντας είναι η δύναμη τριβής του βράχου - η δύναμη που απαιτείται για να προκαλέσει κίνηση κατά μήκος ενός ρήγματος.
Οι σεισμοί ξεκινούν με μικροσκοπικές μικρές κινήσεις στο φυλλοπυριτικό βράχο.
Αλλά από αυτές τις μικροσκοπικές κινήσεις μπορούν να εξαπολυθούν μαζικές και καταστροφικές δυνάμεις.
Η συμπεριφορά των πετρωμάτων μπορεί να εξεταστεί στο εργαστήριο.
Όμως οι συνθήκες βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης είναι περίπλοκες και δύσκολο να αναπαραχθούν.
Πού μπαίνει η μαθηματική μοντελοποίηση. Επιτρέπει στους ερευνητές να προβλέψουν την τριβή των φυλλοπυριτικών με τρόπους που δεν μπορούν να επιτευχθούν στο εργαστήριο.
"Αναλύσαμε τις ζώνες τεχνητού ρήγματοε σε μικροσκοπική κλίμακα", λέει ο Δρ den Hartog, "για να προσδιορίσουμε τις διεργασίες που συνέβησαν - όπως η διάσπαση των πλατιδίων φυλλοπυριτικών ορυκτών.
"Με βάση αυτό, διαμορφώσαμε ένα σύνολο εξισώσεων για να προβλέψουμε πώς αλλάζει η δύναμη τριβής των φυλλοπυριτικών με μια αλλαγή σε συνθήκες όπως η υγρασία ή η ταχύτητα της κίνησης των ρηγμάτων."
Το έργο έλαβε χρηματοδότηση από το πρόγραμμα έρευνας και καινοτομίας «Ορίζοντας 2020» της Ευρωπαϊκής Ένωσης.
Σκάβουμε βαθύτερα
Τα ευρήματα έχουν δημοσιευτεί στο περιοδικό Geophysical Research: Solid Earth.
Το αποτέλεσμα είναι μια εξίσωση που διευκολύνει τους μοντελιστές να προσομοιώσουν τον τρόπο με τον οποίο κινούνται τα ρήγματα, ακόμη και κατά τη διάρκεια σεισμών - και έχουν βρει ότι το φυλλοπυριτικό δεν είναι ο μόνος τύπος ορυκτού που παίζει ρόλο.
"Το μοντέλο μας προβλέπει ότι η κίνηση σε ζώνες ρηγμάτων πλούσια σε φυλλοπυριτικά γίνεται πιο δύσκολη καθώς η κίνηση γίνεται πιο γρήγορα", λέει ο Δρ den Hartog.
Λέει ότι σε ορισμένες περιπτώσεις τα φυλλοπυριτικά μπορούν να αποτρέψουν τους σεισμούς: «Δεν μπορούσαμε να εξηγήσουμε τη σχέση μεταξύ της δύναμης που κρατά ένα ρήγμα μαζί και της δύναμης που απαιτείται για να μετακινήσουμε το ρήγμα».
Αυτό σημαίνει ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα για τη βελτίωση του μοντέλου.
Ή για να το θέσουμε με άλλο τρόπο, θα πρέπει να σκάψουν βαθύτερα.
πηγή BBC
