Механика неисправностей
Механика разломов — это область исследований, изучающая поведение геологических разломов .
За каждым хорошим землетрясением стоит какой-то слабый камень. Остается ли порода слабой, становится важным моментом при определении возможности более сильных землетрясений.
В небольших масштабах трещиноватая горная порода ведет себя практически одинаково во всем мире, поскольку угол трения более или менее однороден (см. Трение при разломах ). Небольшой элемент горной породы большей массы реагирует на изменения напряжений вполне определенным образом: если его сжимать дифференциальными напряжениями, превышающими его прочность, он способен на большие деформации. Полоса слабой, трещиноватой породы в плотной массе может деформироваться, напоминая классический геологический разлом . Используя сейсмометры и локацию землетрясений , можно наблюдать необходимую картину микроземлетрясений.
В случае землетрясений все начинается с трещины в форме монеты , как это впервые предложил Брюн. [1] Как показано, зона землетрясения может начинаться с одной трещины, разрастаясь и образуя множество отдельных трещин и скоплений трещин вдоль разлома. Ключом к росту разломов является концепция «следующей силы», которую удобно использовать для межплитных землетрясений , вызванную движением тектонических плит. Под действием следующей силы сейсмические смещения в конечном итоге образуют топографический объект, например горный хребет.
Внутриплитные землетрясения не имеют следящей силы и не связаны с горообразованием. Таким образом, возникает загадочный вопрос о том, как долго должна жить любая внутренняя активная зона. Ведь в твердой напряженной плите каждое сейсмическое смещение способствует снятию (уменьшению) напряжения; зона разлома должна прийти в равновесие; и вся сейсмическая активность прекратится. Этот тип «запирания» дуги можно увидеть во многих естественных процессах. [2]
Фактически, сейсмической зоне (такой как Ново-Мадридская зона разлома ) вечная жизнь обеспечивается действием воды. Как показано, если мы добавим к трещине эквивалент гигантской воронки, она станет бенефициаром коррозии под напряжением (постепенное ослабление края трещины водой). [3] Если происходит постоянный приток новой воды, система не приходит в равновесие, а продолжает расти, постоянно снимая стресс от все большего и большего объема.
Таким образом, предпосылкой сохранения сейсмически активной внутренней зоны является наличие воды, способность воды доходить до источника разлома (высокая проницаемость ) и обычно высокие горизонтальные внутренние напряжения горной массы. Все небольшие зоны землетрясений могут вырасти и стать похожими на Новый Мадрид или Шарлевуа . [4]
См. также
[ редактировать ]- Активный разлом - геологический разлом, который может стать источником землетрясения когда-нибудь в будущем.
- Орогения - образование горных хребтов.
- Асейсмическая ползучесть
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Брюн, JN (1970). «Тектонические напряжения и спектры сдвиговых сейсмических волн от землетрясений» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 75 : 4997–5009. Архивировано из оригинала (PDF) 11 июня 2011 года . Проверено 2 августа 2019 г.
- ^ «Национальный парк Арчес» . Exploratorium.edu . Проверено 2 августа 2019 г.
- ^ «Годовой отчет NIRE за 1998 год» . www.nire.go.jp. Архивировано из оригинала 17 декабря 2005 года . Проверено 17 января 2022 г.
- ^ «Сейсмическая зона Шарлевуа-Камураска» . 8 марта 2005 г. Архивировано из оригинала 8 марта 2005 г.
