Mėnulis ir Saulė gali išjudinti Žemės lūžius: mokslininkai paaiškino, kodėl kartais pakanka menko postūmio

Mėnulio ir Saulės trauka veikia ne tik vandenynus. Ji nežymiai deformuoja ir kietąją Žemę, o tam tikromis sąlygomis šių silpnų pokyčių gali pakakti judėjimui tektoniniame lūžyje paskatinti. Naujas tyrimas siūlo paaiškinimą, kodėl kai kurie lūžiai tokie jautrūs: svarbi ne vien poveikio jėga, bet ir jo ritmas.

Žurnale „Journal of Geophysical Research: Solid Earth“ paskelbtame darbe tyrėjai nagrinėjo, kaip periodiškai kintantys potvyniniai įtempiai gali paskatinti lėtuosius žemės drebėjimus. Modeliavimas parodė, kad tinkamas apkrovos periodas gali sustiprinti lūžio reakciją net tuomet, kai pati papildoma apkrova labai nedidelė. Tai padeda suprasti Žemės gelmėse vykstančius procesus, tačiau dar nesuteikia galimybės pagal Mėnulio padėtį numatyti būsimos katastrofos.

Potvyniai vyksta ir po mūsų kojomis

Kalbėdami apie potvynius dažniausiai įsivaizduojame kylantį vandenį, užliejamą paplūdimį ir vėliau atsiveriantį pakrantės ruožą. Tačiau Mėnulio ir Saulės gravitacinis poveikis neapsiriboja vandeniu. Žemės uolienos taip pat deformuojasi, nors kasdien šio judėjimo nepastebime.

Dėl šių deformacijų keičiasi tektoninius lūžius veikiantys įtempiai. Jų pokyčiai gali siekti vos kelis kilopaskalius – geologinių procesų mastu tai nedidelis poveikis. Vis dėlto lūžio reakcija priklauso nuo jo būklės: vienur tokia papildoma apkrova reikšmingo judėjimo nesukels, kitur gali pakeisti jau vykstantį slydimą.

Čia svarbu suprasti skirtumą tarp pagrindinės priežasties ir papildomo postūmio. Tektoninių plokščių judėjimas ilgainiui keičia įtempius Žemės gelmėse. Mėnulio ir Saulės sukeliami svyravimai tam tikromis aplinkybėmis gali paveikti, kaip lūžis į juos reaguoja. Todėl teiginys, kad dangaus kūnai gali paskatinti slydimą, nereiškia, jog jie vieni sukuria visą žemės drebėjimo energiją.

Lėtojo slydimo metu poslinkis vyksta gerokai lėčiau nei per įprastą stiprų žemės drebėjimą. Žmonės paviršiuje tokio judėjimo gali visai nepajusti, tačiau mokslininkams jis suteikia vertingos informacijos apie plokščių sąlyčio zoną.

Kodėl silpnas poveikis kartais tampa reikšmingas?

Tyrėjų pasiūlytą mechanizmą padeda įsivaizduoti sūpynės. Stipriai stumtelėti jas ne visada būtina: pataikius į judėjimo ritmą, ir nedideli pasikartojantys postūmiai gali padidinti svyravimą. Panašia analogija aiškinamas modelyje nustatytas rezonansinis poveikis.

Mokslininkai naudojo supaprastintą spyruoklės ir bloko modelį, atvaizduojantį vienos lūžio dalies slydimą. Jame trintis priklauso nuo judėjimo greičio ir besiliečiančių paviršių būklės. Rezultatus daugiausia lėmė du dalykai: papildomos apkrovos amplitudė ir periodas. Kai poveikio trukmė atitiko būdingą lūžio reakcijos laiką, jo jautrumas padidėdavo.

Tai paaiškina, kodėl vien klausimo „kokia stipri jėga?“ nepakanka. Reikia žinoti ir tai, kaip greitai apkrova keičiasi bei kaip į ją reaguoja konkretus lūžis. Ta pati silpna apkrova skirtingomis sąlygomis gali turėti nevienodą rezultatą.

Modeliavime, esant mažam poveikiui, lūžis galėjo toliau slysti lėtai. Tam tikri apkrovos stiprumo ir periodo deriniai skatino ryškesnius slydimo epizodus. Tačiau tai nėra paprasta formulė, pagal kurią iš potvynio dydžio būtų galima apskaičiuoti būsimo žemės drebėjimo stiprumą.

Japonijoje ir Kaskadijoje pastebimas panašus ritmas

Ryšys su potvyniniais ciklais domina mokslininkus ir dėl realių stebėjimų. Pietvakarių Japonijoje bei Kaskadijos regione, prie Šiaurės Amerikos vakarinės pakrantės, kai kurių lėtųjų seisminių reiškinių aktyvumas kinta maždaug 12 ar 24 valandų ritmu. Tokie periodai siejasi su potvyninėmis apkrovomis.

Vis dėlto tai nereiškia, kad lūžis sujuda kiekvieną kartą tuo pačiu momentu. Tyrime nagrinėti keli galimi ryšiai: slydimas galėtų suaktyvėti tada, kai potvyninis įtempis didžiausias, tada, kai jis sparčiausiai didėja, arba neturėti aiškaus ryšio su konkrečia ciklo faze.

Šis skirtumas svarbus. Didžiausia apkrova ir sparčiausias jos augimas nėra tas pats momentas. Vienas lūžis gali jautriau reaguoti į pasiektą įtempį, kitas – į jo kitimą. Be to, modeliuose pasitaikė sudėtingesnių, netvarkingai pasikartojančių slydimo epizodų.

Todėl vien žinoti potvynių laiką neužtenka. Norint paaiškinti stebimą aktyvumą, reikia informacijos apie patį lūžį ir jo savybes. Reguliarus išorinis poveikis nebūtinai sukuria tokį pat reguliarų atsaką Žemės gelmėse.

Ar tai priartina prie didžiųjų žemės drebėjimų prognozavimo?

Šio darbo nauda pirmiausia siejama su galimybe geriau suprasti lūžių elgseną. Lyginant žinomus potvyninius ciklus su užregistruotu slydimu, būtų galima tiksliau vertinti kai kurias lūžio trinties savybes. Kitaip tariant, silpnas natūralus poveikis gali padėti tyrinėti sunkiai tiesiogiai pasiekiamą aplinką.

Ypač daug dėmesio sulaukia subdukcijos zonos, kur viena tektoninė plokštė panyra po kita. Jose vykstantys procesai svarbūs vertinant labai galingų žemės drebėjimų ir cunamių pavojų. Tačiau lėtojo slydimo nustatymas savaime nereiškia, kad netrukus būtinai įvyks stiprus drebėjimas.

Patikimai nurodyti būsimo didelio žemės drebėjimo vietos, laiko ir stiprumo mokslininkai kol kas negali. JAV geologijos tarnyba pabrėžia, kad seisminio pavojaus vertinimas leidžia skaičiuoti įvykio tikimybę tam tikroje teritorijoje per ilgesnį laikotarpį, tačiau tai skiriasi nuo tikslaus konkretaus drebėjimo numatymo.

Naujasis tyrimas suteikia galimą fizikinį paaiškinimą, kodėl kai kurie lūžiai reaguoja į labai menkus periodinius įtempius. Tolesnis uždavinys – tikrinti, kiek šis supaprastintas modelis atitinka sudėtingus procesus tikruose lūžiuose. Būtent toks palyginimas gali padėti geriau suprasti pavojingas plokščių ribas, o ne sudaryti tariamai tikslių katastrofų kalendorių pagal Mėnulį.

Įvertinkite šį straipsnį:

 

 

 

 

 

Kraunami duomenys...

Ačiū už jūsų įvertinimą!