В космически мащаб Земята може да бъде оприличена на планетарна марионетка, дърпана от гравитационните конци на Слънцето и Луната.
И от цялата останала част на Вселената, разбира се, но слънчево-лунното влияние помага за създаването на океанските приливи и отливи. То също така причинява приливи и отливи в твърдата земя и скалите.
Тъй като Слънцето и Луната упражняват тези малки, но постоянни приливни напрягания върху земната кора, е наблюдавано, че те отключват пълзящи „бавни земетресения“, които освобождават енергията си много по-бавно от обикновените земетресения и са незабележими за нас, обитателите на повърхността.
Но точно как правят това досега оставаше сравнително загадъчно.
Досега, тъй като нов модел подсказва, че това може да се случва чрез резонанс: подобно на прекарването на мокър пръст по ръба на винена чаша, за да се произведе хармонично (или дразнещо) звънене – само че в планетарен мащаб.
В проучване, публикувано в списание JGR Solid Earth, екип от гео-планетарни учени е моделирал тези приливни смущения и е установил, че малкото може да постигне много: „Въпреки че тези напрягания са много малки, обикновено от порядъка на няколко килопаскала и сравними с натиска от леко докосване с ръка, е наблюдавано, че те отключват бавни земетресения в някои разломи“, казват изследователите.
Те са анализирали подхлъзването, плъзгането и триенето, които се случват на границите на тектоничните плочи, използвайки симулации с модел „пружина-блок“ и триене според скоростта и състоянието.
Преведено от езика на сеизмологията, това е опростен модел на единичен участък от разлом. Той също така включва постоянно променящото се съпротивление при триене на границата на разломната линия въз основа на два фактора: тяхната скорост (rate) и начина, по който осъществяват контакт помежду си (state).
Фактът, че еквивалентът на потупване по гърба може да отключи сеизмични събития, зависи и от вида на моделирания разлом: такъв, който се плъзга със стабилна скорост, но лесно може да бъде избутан от своята „зона на комфорт“.
Увеличаването на неговата скорост след това кара триенето на границата на разломната линия да намалее, което може да усили плъзгането – в модела достатъчно, за да произведе както „бързи“ събития на плъзгане, така и бавни.
Като цяло видът на произведеното земетресение зависи от относителните свойства на триене на разлома, докато той реагира на два основни фактора, предполагат изследователите: амплитудата (силата) и периода (продължителността) на приливното смущение.
Тези фактори могат да доведат до различни резултати. Ако амплитудата на приливните сили е ниска, разломът може да продължи да се плъзга бавно и тихо. Но когато амплитудата надхвърли определен праг, и периодът падне в правилния диапазон, това може да накара разлома да се подхлъзне и разтърси.
Продължителността на приливното смущение може да причини сеизмична активност, ако съвпада с „естествения времеви мащаб на реакция“ на разлома или времето, необходимо за реакция към стресовите фактори на границата на разлома и за промяна на неговите свойства, като например триенето.
Този резонанс може да отключи бавно събитие, дори ако смущението е леко, „много подобно на това как бутането на люлка с правилния ритъм я кара да се издига по-високо“, казват изследователите.
Ефектите могат да бъдат предвидими, в съответствие с наблюденията от реалния свят, като трусовете в Югозападна Япония и Каскадия (Тихоокеанския северозапад), които често достигат връх на интервали от около 12 и 24 часа с приливите и отливите.
Но смущенията могат също така да предизвикат времево сложна сеизмична активност, която е по-хаотична и непредвидима.
Накрая изследователите са проучили няколко възможни модела на времево появяване на сеизмични събития, предизвикани от приливите.
- Първо, дали сеизмичните събития се отключват от максимума на приливното напрежение, когато приливната сила е в пиковата си сила?
- Второ, дали се отключват близо до максималната скорост на приливно напрежение, когато налягането от приливната сила се покачва най-бързо?
Или може би те се случват хаотично без специфичен приливен модел.
Моделът показва, че и двата сценария са приложими, но това зависи от времето на приливния цикъл и свойствата на разломната линия.
Чрез моделиране на влиянието на приливните смущения върху земната кора, този труд осигурява рамка за интерпретиране на приливните модели при бавните земетресения, което в крайна сметка би могло да подпомогне усилията за прогнозиране на земетресения.
Например, сеизмолозите биха могли да приложат „обратен инженеринг“ върху засечените земетресения, за да установят свойствата на разломите, като тяхната якост на триене и колко далеч трябва да се плъзнат, преди да отслабнат, чрез съпоставяне на измерената сеизмична активност с приливната активност – нещо, което се следи лесно, тъй като е доста трудно да изгубим следите на Слънцето и Луната.
Тъй като това изследване моделира единичен участък от разломна зона в изолация, то може да е по-подходящо за симулиране на повтарящи се, локални нискочестотни земетресения (LFE), отколкото за сеизмични събития като трусове, които включват множество участъци и са по-обширни.
Накрая, тъй като изследователите са открили бавни земетресения в изключително активните зони на субдукция по Тихоокеанския огнен пръстен, екипът казва, че те „предоставят ценна информация за натрупването и освобождаването на напрежение по границата на плочите и затова са изключително релевантни за оценка на потенциала за разрив и пространствения обхват на бъдещи мега-земетресения“.
Мега-земетресенията са най-мощните видове сеизмични трусове в света, с потенциал да генерират унищожителни цунами и дори да съживят вулкани.
