Greatest Mysteries: Cosa Succede All'Interno Di Un Terremoto?

{h1}

I sismologi sono abbastanza sicuri di ciò che accade all'interno della terra durante un terremoto.

Nota dell'editore: Abbiamo chiesto a diversi scienziati di vari settori quali pensavano fossero i più grandi misteri oggi, e poi abbiamo aggiunto alcuni che erano nella nostra mente. Questo articolo è uno dei 15 della serie "Greatest Mysteries" di WordsSideKick.com in esecuzione ogni giorno della settimana.

Quando un terremoto di considerevoli dimensioni colpisce, gli esperti possono spiegare esattamente da dove è iniziato e che tipo di guasto è coinvolto e forse anche prevedere quanto dureranno le scosse di assestamento. Ma la strana verità è che i sismologi e i geofisici non sono sicuri di cosa succede all'interno del pianeta durante un terremoto.
La fisica dei terremoti ha subito una rivoluzione nel corso degli ultimi dieci anni, grazie a nuove scoperte dagli esperimenti di laboratorio, studi sul campo dei guasti riesumati e teorie migliori.
Ma la natura e il comportamento delle forze che impediscono ai guasti di spostarsi e poi improvvisamente falliscono sono ancora sconosciuti.
E quando i difetti si muovono, manca qualcosa - non vi è alcuna evidenza degli altissimi livelli di attrito e fusione che ci si aspetterebbe di seguire in superficie quando due rocce giganti scivolavano l'una contro l'altra.
"Ci sono molte ragioni per credere che qualcosa di esotico stia accadendo", ha detto il geofisico del Caltech Tom Heaton.
"Il problema dello scorrimento per attrito nei terremoti è uno dei problemi più fondamentali in tutte le scienze della Terra", ha detto Heaton. "È stata una storia di trent'anni di mistero nel capire la fisica di base del problema del terremoto".

Dolori terremoti

La maggior parte dei terremoti avviene dove le placche tettoniche si incontrano e scivolano l'una contro l'altra. I tremiti si verificano quando lo stress da attrito del movimento supera la forza delle rocce, causando un guasto in una linea di faglia. Segue uno spostamento violento della crosta terrestre, che porta a un rilascio di energia da sforzo elastico. Questa energia prende la forma di onde d'urto che si irradiano e costituiscono un terremoto.
Una delle cose più strane riguardo ai terremoti è quanto sono gentili, ha detto Heaton.
Ad esempio, alcuni scienziati hanno pensato di aver capito come simulare mini-terremoti in laboratorio. Ma quando aumentano le energie osservate in laboratorio per le dimensioni di vere e proprie faglie, il modello dovrebbe prevedere un ampio scioglimento delle faglie. E tali modelli predicono una devastazione ben oltre ciò che ha ucciso più di 500 persone questa settimana in Perù, più di 80.000 persone nel terremoto del 2005 nel Pakistan o più di un quarto di un milione di persone nel terremoto del 2004 al largo di Sumatra.
"I terremoti sarebbero stati così violenti che nessuna creatura vivente sarebbe sopravvissuta allo scuotimento", ha detto Heaton.
Pertanto, nessuno ha mai simulato qualcosa di simile a un vero terremoto.
Un problema di progettazione della macchina
Il problema della simulazione sta in parte nel fatto che è molto difficile far sì che le macchine da laboratorio generino tutte le condizioni ambientali che si verificano a chilometri sotto terra durante un terremoto, tra cui stress elevato, alta pressione, temperature elevate e un tasso di scivolamento di circa un metro al secondo ( circa il ritmo con cui camminiamo).
David Goldsby ei suoi colleghi di meccanica rock della Brown University hanno progettato macchine in grado di applicare gli elevati stress dei temblors agli esemplari di roccia in modo che i geofisici possano studiare l'attrito in profondità.
"Siamo in grado di applicare tensioni normali così elevate come si verificano in tutta la zona sismogenetica della crosta terrestre, a circa 10 chilometri [6 miglia] di profondità", ha detto.
È incredibilmente impressionante e importante per la scienza del terremoto, ma lascia ancora molte domande senza risposta, perché ciò che accade all'interno della Terra è così strano in termini di grandezza e fisica.
"Nessun apparecchio al mondo è ancora in grado di soddisfare tutti questi criteri", ha affermato Goldsby.
Normale attrito
In superficie, l'attrito è una forza costante e ostinata che si oppone al movimento. L'attrito genera calore, come sanno le persone con le mani fredde, e aumenta con lo stress che si mette sugli oggetti. Quindi il calore sui difetti durante lo scorrimento dovrebbe aumentare con la profondità della Terra. Le rocce dovrebbero sicuramente sciogliersi dove si incontrano.
Ma nel sottosuolo, durante i terremoti, due enormi lastre di roccia pressurizzate, che pendono dal peso, scivolano o si sovrappongono. E niente si scioglie. Generalmente.
Quello è strano. Potrebbe essere perché l'attrito e quindi il calore sono molto più bassi di quanto ci si aspetterebbe da rocce fuori terra, ha detto Goldsby.
L'attrito del terremoto funziona così, Heaton ha detto: Inizia quando c'è poco o nessun movimento; quindi l'attrito precipita a zero mentre le rocce si muovono velocemente; poi l'attrito sale di nuovo quando le rocce rallentano.
Quel strano comportamento di attrito durante un terremoto potrebbe essere la ragione per cui c'è poco o nessun scioglimento, ha detto Goldsby. Se l'attrito è basso quando le rocce si muovono velocemente, viene generato molto meno calore e non si verifica alcuna fusione rilevabile.
Forse qualche altro meccanismo interviene prima che le rocce arrivino alla loro fase di fusione, ha detto Heaton.
Una spiegazione è "riscaldamento flash". I guasti sono bloccati da forze molto elevate. Una volta che i guasti iniziano a scivolare, se scivolano abbastanza velocemente, diventano extra scivolosi a punti di contatto microscopici, come pattinatori sul ghiaccio. Il calore è generato, ma il risultato è un lampo di luce o gas surriscaldato ad attrito zero, ad alta temperatura chiamato plasma che non produce materiale fuso rilevabile, ha detto Heaton. Quando le faglie rallentano, si bloccano di nuovo.
Un'altra idea è che l'acqua pressurizzata nelle rocce durante una scivolata potrebbe ridurre lo stress sul guasto e quindi l'attrito, ha detto Goldsby.Le faglie potrebbero cavalcare su un cuscino di vapore, permettendo alla faglia di scorrere a basso attrito e il calore della roccia non raggiungerebbe il punto di fusione.
Increspatura nel tappeto
La chiave per comprendere i terremoti non è in realtà dove iniziano ma come si diffonde la frattura, e questo ha molto a che fare con il comportamento strano dell'attrito sotterraneo, dice Heaton.
Le più alte velocità di scorrimento si verificano sul bordo d'entrata di un impulso di scivolamento che attraversa la Terra come un'increspatura in un tappeto, dice Heaton, che ha descritto questo comportamento di guasto in un documento storico 17 anni fa.
Pensa a una faglia come a un tappeto che vuoi spostare, disse. Puoi semplicemente tirare il tappeto dal bordo. Questo è il modo difficile per spostarlo. Il modo più semplice per spostare un tappeto è "mettere un piccolo dosso e spostare la protuberanza e quando hai finito, hai spostato il tappeto", ha spiegato.
L'attrito è in un accordo yin-yang con quegli slittamenti, si scopre, ha detto Heaton. "Lo slittamento nel polso dipende dall'attrito, ma si scopre che l'attrito gira su quanto velocemente sta accadendo lo slittamento", ha detto. "Questo è un problema di matematica, un sistema di feedback positivo: sono notoriamente instabili".
Se sapessi quanto sarebbe grande una pulsazione, potresti prevedere la magnitudo di un terremoto, ma il comportamento esotico dell'attrito sotterraneo fallisce tutto, disse Heaton.
Tuttavia, la rivoluzione nel campo della fisica dei terremoti ha portato nuove intuizioni, ha detto Goldsby.
"Non solo spero ma sono sicuro che impareremo ancora di più su come si verificano i terremoti nel prossimo decennio", ha detto. "Questa conoscenza ci aiuterà a capire come mitigare gli effetti dannosi dei terremoti e aiutare a prevenire la perdita della vita, e un giorno potrebbe consentirci di individuare i precursori dei terremoti".

  • Another Great Mystery: What Drives Evolution?
  • Galleria di immagini: terremoti mortali
  • Piccoli misteri della vita


Supplemento Di Video: The 10 Greatest Mysteries of Ancient Egypt.




Ricerca


Paul Berg
Paul Berg

Ondulato Vs Dritto: La Fisica Dei Capelli Ricci Presa In Giro
Ondulato Vs Dritto: La Fisica Dei Capelli Ricci Presa In Giro

Scienza Notizie


Prendi L'Influenza? La Risposta Potrebbe Essere Nel Tuo Sangue
Prendi L'Influenza? La Risposta Potrebbe Essere Nel Tuo Sangue

La Lingua Umana Originale Come Quella Di Yoda
La Lingua Umana Originale Come Quella Di Yoda

Brain 'Noise' Aumenta Con L'Età
Brain 'Noise' Aumenta Con L'Età

Ecco Perché Sbadigli
Ecco Perché Sbadigli

Enorme Tempesta Di Neve A Seattle E A Nord-Ovest
Enorme Tempesta Di Neve A Seattle E A Nord-Ovest


IT.WordsSideKick.com
Tutti I Diritti Riservati!
La Riproduzione Di Qualsiasi Materiale Consentito Prostanovkoy Unico Collegamento Attivo A Un Luogo IT.WordsSideKick.com

© 2005–2019 IT.WordsSideKick.com