Skip to main content

Laboratory earthquakes: dynamic shear cracks in heterogeneous frictional interfaces

Article Category

Article available in the folowing languages:

Jak pęka ziemia – zrozumienie zjawiska trzęsień ziemi

Zrozumienie wytrzymałości na poślizg (tarcie) na uskokach w skorupie ziemskiej podczas trzęsień ziemi jest istotne dla oszacowania wysokości zniszczeń, jakie może wywołać trzęsienie. Badacze z UE dokonali ważnych odkryć w dziedzinie fizyki i geologii dotyczących tej kwestii.

Zmiana klimatu i środowisko

Celem projektu "Trzęsienia ziemi w warunkach laboratoryjnych: dynamiczne ostre pęknięcia w heterogenicznych granicach sejsmicznych tarcia" (Earthcracks) było użycie eksperymentalnych, teoretycznych i liczbowych metod oceny tarć, rozpoczęcia pęknięć i ich propagacji w związku z trzęsieniami ziemi z perspektywy fizyki interdyscyplinarnej i geologii. Badacze opracowali i wdrożyli eksperymentalną strukturę naśladującą uskok sejsmiczny w wysoce kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Wykorzystali techniki pozyskiwania obrazu za pomocą kamery z rejestracją dużej szybkości oraz cyfrowej korelacji obrazów, aby zbadać przejście od tarcia statycznego (nieruchomego) do kinetycznego (w ruchu) na granicy sejsmicznej poślizgu. Następnie opracowali analizę teoretyczną asymetrii granicy sejsmicznej wywołanej tarciem w ruchu przerywanym ("stick-slip") i metody liczbowe mające pomóc w zrozumieniu warunków powierzchniowych, nasilania się naprężenia oraz późniejszej dynamiki propagacji ostrych pęknięć. Projekt przyniósł szereg istotnych odkryć, przy czym badaczom udało się określić, że, wbrew powszechnej opinii, granica sejsmiczna tarć jest wysoce niejednolita. Zastosowanie siły stycznej zwiększa asymetrię w rozkładzie nacisku na powierzchni granicy sejsmicznej. Dodatkowo, późniejsza niejednorodność wywołana naprężeniami jest znacznie ważniejsza niż asymetrie w geometrii naturalnej w odniesieniu do inicjacji i propagacji ostrych pęknięć. Efektem pracy zespołu projektu Earthcracks jest dziewięć artykułów i sześć wykładów na temat pęknięć i tarć w fizyce i geologii. Dodatkowo, głównemu badaczowi zaoferowano stałe stanowisko we francuskim ośrodku badawczym CNRS, przed zakończeniem stypendium. W ten sposób projekt Earthcracks pogłębił naszą wiedzę na temat pękania skorupy ziemskiej i ruchów podczas trzęsienia ziemi oraz zapewnił nowym naukowcom w tej dziedzinie dostęp do ważnych szkoleń i możliwość zdobycia doświadczenia.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania