علماء يكتشفون عملية جديدة خفية قد تفسر أسباب الزلازل

كشفت دراسة حديثة أن الآلية التي تنطوي على حركة بطيئة وزاحفة دون نشاط زلزالي قد تم تحديدها باعتبارها مقدمة حاسمة للزلازل. يلقي هذا الاكتشاف الضوء على كيفية تراكم الضغط على طول الصدوع التكتونية قبل حدوث الكسر. وقد ربط الباحثون هذه العملية بالديناميكيات الفيزيائية للمواد تحت الضغط، مما قد يغير فهم مسببات الزلازل. الزلازل وربما تساعد في التنبؤ بالأحداث الزلزالية.

ميكانيكا الاكتشاف

ووفقا للدراسة المنشورة في مجلة Nature، أعادت التجارب إنشاء كسور شبيهة بالزلازل باستخدام صفائح من بولي ميثيل ميثاكريلات، المعروف باسم زجاج شبكي. تعرضت هذه الصفائح لقوى مشابهة لتلك التي تعرضت لها خطوط الصدع التكتونية، مثل صدع سان أندرياس في كاليفورنيا.

وأوضح جاي فاينبرج، عالم الفيزياء في الجامعة العبرية في القدس، لموقع Live Science، أن ديناميكيات الكسر في زجاج شبكي تشبه إلى حد كبير ديناميكيات العيوب التكتونية.

وتشير التقارير إلى أن الشقوق تبدأ بـ”جبهة التبلور”، وهي مرحلة تتميز بالحركة البطيئة. وهذه الحركة التي توصف بـ”الحركة الزلزالية” لا تولد الطاقة الحركية المرتبطة بالموجات الزلزالية. وقد وجدت الأبحاث أن مرحلة الحركة البطيئة تتحول إلى كسر سريع عند انقطاعها. توازن الطاقة الحرج، يمثل بداية التمزق الانفجاري المرتبط بالزلازل.

وفقًا لجاي فاينبرج، فقد تبين أن مرحلة التبلور البطيئة تتطلب النمذجة في بعدين بدلاً من بُعد واحد، وقد سلط هذا الفهم المحدث الضوء على الطبيعة الشبيهة بالرقعة للشقوق الأولية، والتي تتوسع داخل الواجهة الهشة التي تفصل بين الصفائح. ومع نمو هذه الرقعة إلى ما هو أبعد من المنطقة الهشة، يؤدي اختلال توازن الطاقة إلى التسارع السريع للشقوق، مما يؤدي إلى نشاط زلزالي.

التطبيقات والتحديات المحتملة

تشير التقارير إلى أن هذا البحث يقدم مسارات محتملة للتنبؤ بالأحداث الزلزالية، ويمكن أن يكون اكتشاف الحركات الزلزالية بمثابة إشارة إنذار مبكر. ومع ذلك، فإن تعقيدات العالم الحقيقي، بما في ذلك الزحف الزلزالي المطول على طول الصدوع، تجعل التطبيقات العملية صعبة.

وتستمر الجهود المبذولة لمراقبة الانتقال من المراحل الزلزالية إلى المراحل الزلزالية في الظروف المختبرية، حيث يهدف الباحثون إلى تحسين فهمهم لهذه العمليات.

يستخدم فاينبرج وفريقه تقنيات متقدمة لدراسة الإشارات المنبعثة خلال هذه التحولات، والتي تظل بعيدة المنال في بيئات الصدع الطبيعية.