Računalo Caltecha otkriva tajne potresa

Za one koji proučavaju potrese, glavni izazov je pokušati shvatiti sva pomicanja rasjeda tokom samog potresa i za vrijeme "mirovanja", kako bi se saznalo više o tome kako se pojedino područje može ponašati u budućnosti.

Istraživači na California Institute of Technology (Caltech) razvili su prvi računalni model jednog segmenta rasjeda koji nastaje potresom te se reproducira, u jedan fizički okvir, dostupan proučavanju seizmičnog (brzog) i aseizmičnog (sporog) ponašanja rasjeda.

"Naša studija opisuje metodologiju asimilacije geoloških, seizmoloških i geodetskih podataka koji okružuju seizmičnost rasjeda da se formira fizički model ciklusa potresa koji ima moć predviđanja", kazala je Sylvain Barbot, postdoktorski znanstvenik geologije na Caltechu i glavni autor studije.

"Dosadašnja su istraživanja uglavnom bila koncentrirana na dinamične rupture koje proizvode podrhtavanje tla. One se odlikuju sporim tektonskim pomicanjem i povezane su sporim pokretima, ali ne oboje u isto vrijeme", objašnjava koautorica studije Nadia Lapusta, profesorica strojarstva i geofizike na Caltechu. Njezina istraživačka skupina razvila je numeričke metode koje se koriste u izradi novog modela. "U studiji smo modelirati cijelu povijest jednog potresa uz nastajanje rasjeda i interakciju između brzih i sporih deformacijskih faza."

Korištenjem prethodnih opažanja i laboratorijskih nalaza, tim koji je uključivao i koautora Jean-Philippa Avouaca, modelirao je aktivnu regiju rasjeda San Andreas koju su nazvali Parkfieldov segment.

Smješten u središnjoj Kaliforniji, Parkfield proizvodi potrese magnitude 6 u prosjeku svakih 20 godina. Uspješno su stvorili niz potresa magnitude (u rasponu od 2 do 6) unutar računalnog modela, nastanak rasjeda prije, tijekom i nakon potresa, koji su usko uskladili ponašanje uočeno u posljednjih pedeset godina.

"Naš model objašnjava neke aspekte seizmičkih ciklusa na Parkfieldu koji su nam do sada izmakli, poput onoga što uzrokuje promjene u iznosu na vrijeme između značajnih potresa i skoka na mjesto samog epicentra potresa'', kazala je Barbot.

Rad također demonstrira kako se fizikalni model evolucije rasjeda temelji na laboratorijskim eksperimentima koji mjere kako se stjenoviti materijali deformiraju u jezgri rasjeda, što ujedno može objasniti mnoge aspekte ciklusa potresa, te to čini u različitim vremenskim skalama.

"Znanost o potresima je vrlo blizu izrade modela koji se temelje na stvarnim odgovorima stjenovitih materijala izmjerenih u laboratoriju. To su modeli koji se mogu skrojiti kako bi reproducirali široki spektar raspoloživih mjerenja za određene regije. To znači da smo sve bliži razumijevanju fizikalnih zakona koji reguliraju kako se potresi grupiraju, šire i na kraju nestaju'' izjavila je Lapusta.

Avouac se slaže: "Trenutno, seizmička istraživanja se oslanjaju na ono što je poznato o prošlim potresima. Međutim, relativno kratko obilježena povijest ne može biti predstavnik svih mogućnosti, osobito rijetkih ekstremnih događaja. Ta praznina se može popuniti s fizikalnim modelima koji se mogu kontinuirano poboljšavati paralelno s novim saznanjima o potresima i zakonima koji ih reguliraju.

''Kao računalni resursi i metode poboljšanja, biti će moguće i dinamičke simulacije još realističnijih situacija u kojima se javlja potres bez potpunih izračuna za dinamičke interakcije između rasjeda'' nadodala je za kraj Barbot.

Izvor: Znano.st