Під час землетрусів окрім відчутних поштовхів на поверхні також спостерігаються спалахи тепла та руйнування підземних порід. Але в природі неможливо виміряти, скільки енергії йде на кожен із цих трьох процесів. Вчені з Массачусетського технологічного інституту провели унікальне дослідження землетрусів, відстеживши повний енергетичний баланс під час штучно створених сейсмічних подій.

Вони виявили, що лише близько 10% енергії землетрусу викликає фізичні струси, які ми відчуваємо. Менше 1% йде на руйнування гірських порід та створення нових поверхонь. Найбільша частина енергії, в середньому 80%, спрямовується на нагрівання області навколо епіцентру. Це явище може бути настільки інтенсивним, що викликає сплеск температури, достатній для розплавлення навколишнього матеріалу.

Крім того, геологи виявили, що енергетичний баланс землетрусу залежить від історії деформацій регіону. Це означає, що попередні тектонічні рухи та зміни у гірських породах впливають на те, наскільки руйнівним буде майбутній землетрус. Як зазначив аспірант Даніель Ортега-Арройо: “Історія деформації — по суті те, що пам’ятає порода — дійсно впливає на те, наскільки руйнівним може бути землетрус“.

Ці результати лабораторних землетрусів, які є спрощеним аналогом природних подій, можуть допомогти сейсмологам краще розуміти та передбачати ймовірність землетрусів у сейсмічно активних регіонах. Оцінка минулих сейсмічних подій дозволить зрозуміти, як енергія землетрусів вплинула на гірські породи глибоко під землею, що, у свою чергу, допоможе оцінити вразливість регіону до майбутніх катаклізмів.

Як проводили дослідження

Для свого дослідження землетрусів команда створила мініатюрні лабораторні землетруси, імітуючи сейсмічні зсуви гірських порід вздовж зони розлому. Вони використовували зразки граніту, подрібненого на порошок, змішаного з магнітними частинками, які слугували внутрішнім датчиком температури. Зміни в магнітному полі частинок відображали коливання температури.

Зразки помістили між двома поршнями та застосували сильне магнітне поле для початкової орієнтації частинок. Потім зразки піддавали зростаючому тиску, що імітує умови глибоко в Землі. При досягненні певних напружень відбувалися мікромасштабні сейсмічні події, подібні до землетрусів. Дослідники також аналізували зміни розміру зерен граніту під мікроскопом.

У чому причина землетрусів

Землетруси виникають через накопичення енергії в гірських породах протягом мільйонів років, коли тектонічні плити повільно рухаються. Перевищення міцності порід призводить до раптового зсуву вздовж розлому та утворення сейсмічних хвиль. Хоча ми відчуваємо переважно струси ґрунту, значні частини енергії землетрусів йдуть на тепло та руйнування порід, які важко виміряти.

Несподівана роль енергії землетрусів

Нагадаємо, що нещодавно вчені виявили ще одну роль землетрусів. Як виявилося, енергією підземних поштовхів можуть