17:37 2024-02-07 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Pe Kilauea din Hawaii, mici stresuri se adună

_ Pe Kilauea din Hawaii, se adună mici stres

Vulcanul Kilauea din Hawaii este unul dintre cei mai activi din lume. Erupția sa din 2018 a fost cea mai mare din ultimii 200 de ani și printre cele mai costisitoare dezastre vulcanice din istoria SUA. Oricât de devastatoare a fost pentru peisajul hawaian, erupția Kilauea s-a dovedit o binefacere pentru știință. Cercetătorii au fost acolo pentru a colecta date seismice și de altă natură fără precedent și spun că le-am putea folosi pentru a înțelege stresurile care duc la cutremure majore.

„Kilauea este un sistem model de cutremur”, a spus Paul Segall, Cecil H. și Ida M. Green Profesor la Stanford Doerr School of Sustainability și principalul autor al noului studiu publicat în Nature Geoscience, care valorifică aceste date noi pentru a înțelege mai bine cutremurele mari de-a lungul liniilor tectonice, cum ar fi San Andreas și altele.

„Kilauea ne oferă o șansă unică de a studia multe cutremure într-o perioadă scurtă de timp, ceea ce nu este disponibil cu cutremure tectonice cu intervale de recurență de la sute la mii de ani.”

În fiecare zi sau cam asa ceva. în mai până în iulie 2018, caldera lui Kilauea – un bloc circular de rocă solidă de 5 mile rotunde și o grosime de jumătate de milă cântărind milioane de tone – s-ar prăbuși într-un bazin de rocă topită dedesubt, trimițând unde de șoc.

De-a lungul multor decenii, oamenii de știință au dezvoltat rețele extinse de monitorizare seismică și deformare a solului pe Kilauea. Până la eveniment și apoi pe măsură ce începea erupția, cercetătorii au completat aceste rețele cu senzori pe și în jurul vârfului vulcanului care se prăbușește, oferind o scară de observații nedisponibilă până acum. Ei au folosit receptoare în timp real ale Sistemului global de navigație prin satelit (GNSS), contoare de înclinare la sol, camere, drone și alți senzori pentru a urmări prăbușirea etapă cu etapă a vârfului în rezervorul de magmă topită de dedesubt.

Pentru prima dată, ei au putut estima tensiunile care acționează asupra sistemului vulcanic în timpul prăbușirii calderei și au putut identifica modul în care aceste solicitări au provocat o serie de șocuri mai mici, care s-au accelerat în șocuri mai mari și mai frecvente, culminând în cele din urmă cu cutremure majore de colaps.

Echipa s-a concentrat pe ultimele 29 din 62 de cicluri de aproximativ o zi de prăbușiri la vârf pe care le-a experimentat Kilauea în vara anului 2018. Fiecare prăbușire s-a desfășurat printr-o serie de numeroase șocuri mici, dar s-a terminat întotdeauna cu cutremure cu magnitudinea de peste 5 pe scara Richter – destul de considerabilă în termeni seismici.

Fiecare ciclu de colaps ar începe pe măsură ce magma se scurgea rapid de sub vârful Kilauea pentru a alimenta erupțiile la kilometri distanță. Acoperișul camerei de magmă - acel bloc masiv de rocă solidă - s-ar coborî în rezervorul topit, subliniind falia inelului din jurul caldeii. Apoi, foarte repede, ar cădea — metri la un moment dat — în rezervor, presurizând magma de la bază. Apoi ciclul avea să înceapă din nou.

„Aveam instrumente GNSS pe blocul de rocă care cobora și, de asemenea, pe partea exterioară a falii inelului. Pe măsură ce blocul a căzut, la fel și acele instrumente și noi ar putea măsura schimbările”, a spus coautorul Kyle Anderson, geofizician la U.S. Geological Survey, care a făcut parte din echipa care lucra la fața locului la Kilauea în timpul erupției din 2018.

„Subsidența a represurizat camera de magmă și a împins restul vârfului în sus și în afară”, a remarcat Anderson despre una dintre surprizele din studiu. „Oamenii cred că o prăbușire a caldeii este totul în jos. Și asta este adevărat pentru blocul în sine. Dar nu și pentru stânca din jur în timpul acestor evenimente.”

Recunoașterea tiparelor.

Cercetătorii au observat și un alt model. Înainte de un eveniment de colaps, stresul crescând asupra crustei de deasupra a determinat sute de mici cutremure, denumite șocuri premergătoare. În cele din urmă, șocuri mari s-au propagat în jurul defectului inelului de 5 mile și capacul s-a prăbușit în rezervorul de magmă. Foarte important, cercetătorii au reușit să folosească ridicarea și diminuarea solului din afara calderei pentru a estima istoriile schimbării stresului în interiorul vulcanului.

„Peste 29 de cicluri, putem analiza acest indicator pentru stres și putem compara. la durata intervalelor dintre cutremure”, a spus Segall, profesor de geofizică. „Cu cât acest stres se acumulează mai repede, cu atât ar trebui să fie mai frecvente cutremurele, și asta arată datele.”

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că micile șocuri anticipate s-au accelerat ca frecvență și intensitate chiar înainte de cutremure majore.

p>

„Pe măsură ce s-a apropiat din ce în ce mai mult de șocul principal, am văzut o tendință mai mare de a avea evenimente mai mari”, a spus Segall. „Te apropii de o stare în care un cutremur poate pătrunde și crește la o dimensiune mai mare. În ultimele 10 până la 15 minute, proporția evenimentelor mai mari a crescut mult mai mare decât în ​​ultimele 12 ore, pe măsură ce sistemul se apropia de acel punct de ruptură.”

Acest fenomen de prag explică modul în care creșterile mici ale stresului pot duce la schimbări dramatice ale probabilității ca cutremure să crească în magnitudine. Din această perspectivă, echipa Segall a propus un model, bazat pe studii teoretice anterioare, despre modul în care denivelările și alte locuri accidentate de pe falia inelului provoacă modificări ale nivelurilor de stres localizate care inițiază și împiedică cutremure.

" Credem că această defecțiune aproximativ circulară este foarte neregulată”, a spus Segall. „După un șoc principal, când stresul ar trebui să fie în medie scăzut, începem să primim mici cutremure care se sparg pe o anumită distanță și apoi ne întâlnim într-o parte nefavorabilă a faliei. Când nivelul general de stres crește, șansele ca acesta să apară. asta și creșterea dimensiunii crește și puteți ajunge la un punct în care un cutremur ocolește falia și devine un cutremur cu magnitudinea 5,3 sau 5,4."

Această cercetare ar putea fi folosită pentru a înțelege cutremure în diferite medii, cum ar fi falia San Andreas sau zona de subducție Cascadia. Echipa lui Segall sugerează că rugozitatea fizică a unei defecțiuni controlează probabilitatea ca un cutremur, odată inițiat, să devină un șoc potențial dăunător. Cercetătorii ar putea încerca să calibreze acest comportament folosind șocuri mici pentru a determina probabilitatea unui viitor cutremur dăunător în diferite medii.

„Multe dintre aceleași procese fizice din vulcani sunt operative pentru alte defecte”, a spus Segall. „Deși nu vom prezice cutremure pe baza cercetărilor noastre în curând, credem că lecțiile învățate și cunoștințele generale despre modul în care funcționează sistemul ar trebui să fie adevărate. Întrebarea ar fi înțelegerea detaliilor suficient pentru a putea fi aplicate în alte setări."

(Fluierul)

Inapoi