Mechanika usterek - Fault mechanics

Element skały pod wpływem stresu

Mechanika uskoków to dziedzina badań, która bada zachowanie się uskoków geologicznych .

Za każdym dobrym trzęsieniem ziemi jest jakaś słaba skała. To, czy skała pozostaje słaba, staje się ważnym punktem w określaniu potencjału większych trzęsień ziemi.

W małej skali spękana skała zachowuje się zasadniczo tak samo na całym świecie, w tym sensie , że kąt tarcia jest mniej więcej jednolity (patrz Tarcie uskokowe ). Mały element skały o większej masie reaguje na zmiany naprężeń w ściśle określony sposób: jeśli jest ściskany przez naprężenia różnicowe większe niż jego wytrzymałość, jest zdolny do dużych odkształceń. Pasmo słabej, popękanej skały w kompetentnej masie może odkształcać się, przypominając klasyczny uskok geologiczny . Za pomocą sejsmometrów i lokalizacji trzęsień ziemi można zaobserwować wymagany wzór mikrotrzęsień ziemi.

Pęknięcia w skale w kształcie grosza

W przypadku trzęsień ziemi wszystko zaczyna się od osadzonego pęknięcia w kształcie grosza, jak po raz pierwszy przewidział Brune. Jak pokazano, strefa trzęsienia ziemi może zaczynać się jako pojedyncze pęknięcie, rozrastając się do wielu pojedynczych pęknięć i zbiorów pęknięć wzdłuż uskoku. Kluczem do wzrostu uskoków jest koncepcja „siły nadążnej”, jak dogodnie zapewnia się w przypadku międzypłytowych trzęsień ziemi , poprzez ruch płyt tektonicznych. Pod wpływem następującej siły przemieszczenia sejsmiczne ostatecznie tworzą cechę topograficzną, taką jak pasmo górskie.

Podążając za siłami tworzącymi pasmo górskie

Trzęsienia ziemi wewnątrzpłytowe nie mają siły następczej i nie są związane z budową górską. Powstaje więc zastanawiające pytanie, jak długo musi żyć każda wewnętrzna strefa aktywna. Ponieważ w litej płycie naprężonej każde przemieszczenie sejsmiczne działa w celu zmniejszenia (redukcji) naprężeń; strefa uskoku powinna dojść do równowagi; i wszelka aktywność sejsmiczna ustaje. Ten rodzaj łukowatego „zamknięcia” można zaobserwować w wielu naturalnych procesach.

W rzeczywistości strefa sejsmiczna (taka jak New Madrid Fault Zone ) zapewnia życie wieczne dzięki działaniu wody. Jak pokazano, jeśli dodamy do pęknięcia odpowiednik gigantycznego leja, staje się on beneficjentem korozji naprężeniowej (postępującego osłabiania krawędzi pęknięcia przez wodę). Jeśli istnieje ciągła dostawa nowej wody, system nie osiąga równowagi, ale nadal rośnie, zawsze łagodząc stres związany z coraz większą objętością.

Ciągle wstrzykiwana świeża woda

Zatem warunkiem wstępnym dla ciągłej aktywnej sejsmicznie strefy wewnętrznej jest obecność wody, zdolność wody do dostania się do źródła uskoku (wysoka przepuszczalność ) i zwykle wysokie poziome naprężenia wewnętrzne masy skalnej. Wszystkie małe strefy trzęsień ziemi mają potencjał, by przypominać Nowy Madryt lub Charlevoix .

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne

  1. James N. Brune, Naprężenie tektoniczne i widma sejsmicznych fal poprzecznych z trzęsień ziemi, J. Geophys. Res. 75:4997-5009, 1970., recenzja napisana w 1987. pobrana 1 sierpnia 2005
  2. Arches National Park , pobrane 1 sierpnia 2005 r.
  3. Korozja naprężeniowa pękania skał w środowisku chemicznym, pobrane 9 grudnia 2005 r
  4. Maurice Lamontagne, ostatnia modyfikacja 22.12.2003, strefa sejsmiczna Charlevoix-Kamouraska*, Kanada - zasoby naturalne, pobrano 1 sierpnia 2005