Mēness un Saule var izkustināt Zemes lūzumus: zinātnieki izskaidro, kāpēc dažkārt pietiek ar nelielu grūdienu

Mēness un Saules pievilkšanās ietekmē ne tikai okeānus. Tā nedaudz deformē arī cieto Zemi, un noteiktos apstākļos ar šīm vājajām izmaiņām var pietikt, lai veicinātu kustību tektoniskajā lūzumā. Jauns pētījums piedāvā skaidrojumu, kāpēc daži lūzumi ir tik jutīgi: svarīgs ir ne tikai iedarbības spēks, bet arī tā ritms.

Žurnālā „Journal of Geophysical Research: Solid Earth“ publicētajā darbā pētnieki pētīja, kā periodiski mainīgi plūdmaiņu spriegumi var veicināt lēnas zemestrīces. Modelēšana parādīja, ka atbilstošs slodzes periods var pastiprināt lūzuma reakciju pat tad, ja pati papildu slodze ir ļoti neliela. Tas palīdz izprast Zemes dzīlēs notiekošos procesus, tomēr vēl nedod iespēju pēc Mēness stāvokļa prognozēt nākotnē gaidāmu katastrofu.

Plūdmaiņas notiek arī zem mūsu kājām

Runājot par plūdmaiņām, mēs visbiežāk iztēlojamies augošu ūdeni, applūstošu pludmali un vēlāk atsedzošos piekrastes joslu. Tomēr Mēness un Saules gravitācijas ietekme neaprobežojas ar ūdeni. Arī Zemes ieži deformējas, lai gan ikdienā šo kustību mēs nepamanām.

Šo deformāciju dēļ mainās spriegumi, kas iedarbojas uz tektoniskajiem lūzumiem. To izmaiņas var sasniegt tikai dažus kilopaskālus – ģeoloģisko procesu mērogā tā ir neliela ietekme. Tomēr lūzuma reakcija ir atkarīga no tā stāvokļa: vienā vietā šāda papildu slodze neradīs nozīmīgu kustību, citā tā var mainīt jau notiekošu slīdēšanu.

Šeit ir svarīgi saprast atšķirību starp galveno cēloni un papildu grūdienu. Tektonisko plātņu kustība ilgtermiņā maina spriegumus Zemes dzīlēs. Mēness un Saules radītās svārstības noteiktos apstākļos var ietekmēt to, kā lūzums uz tām reaģē. Tāpēc apgalvojums, ka debess ķermeņi var veicināt slīdēšanu, nenozīmē, ka tie vieni paši rada visu zemestrīces enerģiju.

Lēnas slīdēšanas laikā pārvietošanās notiek daudz lēnāk nekā parastas spēcīgas zemestrīces laikā. Cilvēki uz virsmas šādu kustību var vispār nejust, tomēr zinātniekiem tā sniedz vērtīgu informāciju par plātņu saskares zonu.

Kāpēc vāja ietekme dažkārt kļūst nozīmīga?

Pētnieku piedāvāto mehānismu palīdz iztēloties šūpoles. Tās ne vienmēr ir stipri jāpastumj: trāpot kustības ritmā, arī nelieli atkārtoti grūdieni var palielināt svārstības. Ar līdzīgu analoģiju tiek skaidrota modelī konstatētā rezonanses ietekme.

Zinātnieki izmantoja vienkāršotu atsperes un bloka modeli, kas attēloja vienas lūzuma daļas slīdēšanu. Tajā berze ir atkarīga no kustības ātruma un saskarē esošo virsmu stāvokļa. Rezultātus galvenokārt noteica divas lietas: papildu slodzes amplitūda un periods. Kad iedarbības ilgums atbilda lūzuma raksturīgajam reakcijas laikam, tā jutīgums palielinājās.

Tas izskaidro, kāpēc ar jautājumu „cik spēcīgs ir spēks?“ vien nepietiek. Ir jāzina arī tas, cik ātri slodze mainās un kā uz to reaģē konkrētais lūzums. Vienai un tai pašai vājai slodzei dažādos apstākļos var būt atšķirīgs rezultāts.

Modelēšanā nelielas iedarbības apstākļos lūzums varēja turpināt lēni slīdēt. Noteiktas slodzes stipruma un perioda kombinācijas veicināja izteiktākas slīdēšanas epizodes. Tomēr tā nav vienkārša formula, pēc kuras no plūdmaiņas lieluma varētu aprēķināt nākotnē gaidāmās zemestrīces stiprumu.

Japānā un Kaskādijā novērojams līdzīgs ritms

Saistība ar plūdmaiņu cikliem interesē zinātniekus arī reālu novērojumu dēļ. Japānas dienvidrietumos, kā arī Kaskādijas reģionā pie Ziemeļamerikas rietumu krasta dažu lēno seismisko parādību aktivitāte mainās aptuveni 12 vai 24 stundu ritmā. Šādi periodi ir saistīti ar plūdmaiņu slodzēm.

Tomēr tas nenozīmē, ka lūzums sakustas katru reizi vienā un tajā pašā brīdī. Pētījumā tika aplūkotas vairākas iespējamās saistības: slīdēšana varētu aktivizēties tad, kad plūdmaiņu spriegums ir vislielākais, tad, kad tas visstraujāk palielinās, vai arī tai varētu nebūt skaidras saistības ar konkrētu cikla fāzi.

Šī atšķirība ir svarīga. Vislielākā slodze un tās visstraujākā palielināšanās nav viens un tas pats brīdis. Viens lūzums var jutīgāk reaģēt uz sasniegto spriegumu, cits – uz tā izmaiņām. Turklāt modeļos parādījās sarežģītākas, pat neregulāri atkārtojošās slīdēšanas epizodes.

Tāpēc ar to vien, ka zinām plūdmaiņu laiku, nepietiek. Lai izskaidrotu novēroto aktivitāti, ir nepieciešama informācija par pašu lūzumu un tā īpašībām. Regulāra ārēja iedarbība ne vienmēr rada tikpat regulāru reakciju Zemes dzīlēs.

Vai tas tuvina lielo zemestrīču prognozēšanai?

Šī darba ieguvums galvenokārt saistīts ar iespēju labāk izprast lūzumu uzvedību. Salīdzinot zināmos plūdmaiņu ciklus ar reģistrēto slīdēšanu, varētu precīzāk novērtēt dažas lūzuma berzes īpašības. Citiem vārdiem, vāja dabiska ietekme var palīdzēt pētīt vidi, kurai tieši piekļūt ir grūti.

Īpašu uzmanību piesaista subdukcijas zonas, kur viena tektoniskā plātne iestumjas zem otras. Tajās notiekošie procesi ir svarīgi, novērtējot ļoti spēcīgu zemestrīču un cunami risku. Tomēr lēnas slīdēšanas konstatēšana pati par sevi nenozīmē, ka drīzumā noteikti notiks spēcīga zemestrīce.

Zinātnieki pagaidām nevar droši noteikt nākotnē gaidāmās lielās zemestrīces vietu, laiku un stiprumu. ASV Ģeoloģijas dienests uzsver, ka seismiskā apdraudējuma novērtēšana ļauj aprēķināt notikuma varbūtību noteiktā teritorijā ilgākā laikposmā, tomēr tas atšķiras no precīzas konkrētas zemestrīces prognozēšanas.

Jaunais pētījums sniedz iespējamu fizikālu skaidrojumu tam, kāpēc daži lūzumi reaģē uz ļoti nelieliem periodiskiem spriegumiem. Nākamais uzdevums ir pārbaudīt, cik lielā mērā šis vienkāršotais modelis atbilst sarežģītajiem procesiem īstos lūzumos. Tieši šāds salīdzinājums var palīdzēt labāk izprast bīstamās plātņu robežas, nevis izveidot šķietami precīzu katastrofu kalendāru pēc Mēness.

Novērtējiet šo rakstu:

 

 

 

 

 

Kraunami duomenys...

Paldies par jūsu vērtējumu!