يكتشف الباحثون آلية تزيد من شدة بعض الزلازل
اكتشف فريق من العلماء آلية يمكن أن تعزز شدة زلازل معينة من خلال تغيير ديناميكيات الصدوع. نشرت في مجلة Nature Geoscience، تكشف النتائج عن كيفية مساهمة تفاعلات السوائل في مناطق الصدوع في أحداث زلزالية أكبر. يمكن لهذا الاكتشاف تحسين نماذج التنبؤ بشدة الزلازل في المناطق الغنية بالسوائل.
في دراسة نشرت في 23 أكتوبر 2023 في مجلة Nature Geoscience، وصف باحثون من جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، وشركاء دوليون آلية جديدة تم تحديدها تزيد من شدة بعض الزلازل. تركز الآلية على الارتداد الporoelastic، حيث تقلل التغييرات في ضغط السوائل داخل مناطق الصدوع من الاحتكاك، مما يسمح للكسور بالانتشار أبعد وإطلاق طاقة أكثر.
شرح المؤلف الرئيسي أغرون باجراكتاري، عالم جيوفيزياء في جامعة كاليفورنيا سانتا كروز، العملية: "وجدنا أن عندما يتم عصر السوائل خارج الصدع أثناء الزلزال، يحدث زيادة مؤقتة في قوة الصدع، لكن بشكل متناقض، يمكن أن يؤدي ذلك إلى انزلاقات أكبر في الأحداث اللاحقة." استخدم الفريق تجارب مخبرية تحاكي ظروف الصدوع، مع تطبيق سوائل عالية الضغط على عينات الصخور لمراقبة كيفية تأثير التأثيرات الporoelastic على ديناميكيات الكسور.
تبني البحث على ملاحظات من زلازل حقيقية، مثل تلك في مناطق الغوص حيث تكثر السوائل. على سبيل المثال، يشير الدراسة إلى زلزال توهوكو عام 2011 في اليابان، مشيراً إلى تشابهات في تورط السوائل، على الرغم من عدم ادعاء سببية مباشرة. أضاف باجراكتاري: "تفسر هذه الآلية لماذا تتجاوز بعض الزلازل التوقعات بناءً على حجم الصدع وحده، خاصة في المناطق ذات الضغط الporous العالي."
كانت النماذج السابقة غالباً ما تقدر شدة الزلازل بشكل أقل من خلال التركيز فقط على الاحتكاك الثابت، لكن هذا العمل يدمج استجابات السوائل الديناميكية. أكدت المؤلفة المشاركة إيميلي برودسكي، أستاذة في جامعة كاليفورنيا سانتا كروز، على الآثار: "فهم الporoelasticity يمكن أن يحسن تقييمات المخاطر الزلزالية، مساعدة المجتمعات في المناطق المعرضة للزلازل على التحضير لسيناريوهات أسوأ الحالات."
ينطبق الاكتشاف تحديداً على الصدوع المشبعة بالسوائل، الشائعة في الإعدادات التكتونية مثل صدع سان أندرياس. بينما لا تتأثر جميع الزلازل، تبرز النتائج فجوة في أدوات التنبؤ الحالية. يدعو الباحثون إلى دراسات ميدانية إضافية للتحقق من الآلية في الإعدادات الطبيعية.
يؤكد هذا التقدم على تعقيد فيزياء الزلازل، حيث يمكن لديناميكيات السوائل الظاهرة الطفيفة أن تكون لها تأثيرات كبيرة على إمكانية الكوارث.