Sismolojiyi Sarsıyor: Depremlerin Çığır Açan Tahmincisi Olarak Geometri…

Sismolojiyi Sarsıyor: Depremlerin Çığır Açan Tahmincisi Olarak Geometri, Brown Üniversitesi araştırmacıları, fay bölgelerindeki yanlış hizalamalar ve karmaşık yapılar da dahil olmak üzere fay geometrisinin, deprem olasılığını ve gücünü belirlemede çok önemli bir rol oynadığını buldu. Kaliforniya’nın fay hatlarına ilişkin çalışmalara dayanan bu bulgu, öncelikle sürtüşmeye odaklanan geleneksel görüşlere meydan okuyor. Brown Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, depremlerin oluştuğu kayaların geometrik yapısını yakından inceleyerek, sismik depremlere neyin sebep olduğuna dair uzun süredir inanılan inanca yeni bir kırışıklık ekliyorlar.

Deprem Dinamiklerini Yeniden Düşünmek

Nature dergisinde yeni yayınlanan bir makalede açıklanan araştırma , fay ağlarının hizalanma şeklinin depremin nerede gerçekleşeceğini ve şiddetini belirlemede kritik bir rol oynadığını ortaya koyuyor. Bulgular, depremlerin gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini belirleyen şeyin öncelikle bu faylarda meydana gelen sürtünme türü olduğu yönündeki daha geleneksel görüşe meydan okuyor ve depremlerin nasıl çalıştığına dair mevcut anlayışı geliştirebilirler.

Makalenin baş yazarlarından Brown jeofizikçisi Victor Tsai, “Makalemiz, depremlerin neden meydana geldiğine dair çok farklı bir tablo çiziyor” dedi. “Ve bunun, depremlerin nerede bekleneceği ve nerede beklenmeyeceği konusunda ve aynı zamanda en fazla zarar veren depremlerin nerede olacağını tahmin etme konusunda çok önemli sonuçları var.”

Deprem Mekaniğine İlişkin Geleneksel Görüşler

Fay hatları, Dünya’nın litosferini oluşturan sert plakaların birbirine sürttüğü, gezegenin yüzeyindeki görünür sınırlardır. Tsai, onlarca yıldır jeofizikçilerin depremleri, faylardaki stresin, fayların hızla kaydığı veya birbirini geçtiği noktaya kadar birikmesi ve yapışma-kayma davranışı olarak bilinen bir eylemle bastırılmış basıncın serbest bırakılmasıyla meydana geldiğini açıkladığını söylüyor.

Araştırmacılar, bunu takip eden hızlı kayma ve yoğun yer hareketlerinin, faylarda meydana gelebilecek dengesiz sürtünmenin bir sonucu olduğunu öne sürdüler. Bunun aksine, sürtünme sabit olduğunda plakaların deprem olmadan yavaşça birbirlerine doğru kaydığı düşüncesi vardır. Bu istikrarlı ve yumuşak hareket aynı zamanda sürünme olarak da bilinir.

Fay Hattı Davranışına Yeni Bakış Açıları

Tsai, “İnsanlar, fay bölgesinin kararsız sürtünmeye mi yoksa sabit sürtünmeye mi sahip olduğu gibi sürtünme özelliklerini ölçmeye çalışıyorlar ve ardından laboratuvar ölçümlerine dayanarak orada deprem olup olmayacağını tahmin etmeye çalışıyorlar.” söz konusu. “Bulgularımız, bu fay ağlarındaki fayların geometrisine bakmanın daha anlamlı olabileceğini gösteriyor, çünkü bu istikrarsız ve istikrarlı davranışı yaratan, bu sınırların etrafındaki yapıların karmaşık geometrisi olabilir.”

Dikkate alınacak geometri, altta yatan kaya yapılarındaki kıvrımlar, boşluklar ve sıçramalar gibi karmaşıklıkları içerir. Çalışma, ABD Jeolojik Araştırmalar Kuvaterner Fay Veri Tabanı ve Kaliforniya Jeolojik Araştırmalar’dan alınan veriler kullanılarak Kaliforniya’daki matematiksel modellemeye ve fay bölgelerinin incelenmesine dayanıyor.

Detaylı Örnekler ve Önceki Araştırmalar

Brown yüksek lisans öğrencisi Jaeseok Lee ve Brown jeofizikçisi Greg Hirth’in de yer aldığı araştırma ekibi, depremlerin nasıl gerçekleştiğini göstermek için daha ayrıntılı bir örnek sunuyor. Birbirine sürtünen kusurları testere kenarı gibi tırtıklı dişlere benzettiğimizi söylüyorlar.

Daha az diş veya o kadar keskin olmayan dişler olduğunda, kayalar birbirlerinin yanından daha yumuşak bir şekilde kayarak sürünmeye izin verir. Ancak bu faylardaki kaya yapıları daha karmaşık ve pürüzlü olduğunda bu yapılar birbirine tutunarak sıkışıp kalıyor. Bu olduğunda, baskı oluştururlar ve sonunda daha sert çekip ittikçe kırılırlar, birbirlerinden uzaklaşırlar ve depremlere yol açarlar.

Geometrik Karmaşıklığın Etkileri

Yeni çalışma , bazı depremlerin neden dünyanın farklı yerlerindeki diğer depremlere, hatta bazen benzer büyüklükteki depremlere kıyasla daha fazla yer hareketi ürettiğini inceleyen önceki çalışmalara dayanıyor . Çalışma, deprem sırasında fay bölgesi içinde çarpışan blokların yüksek frekanslı titreşimlerin oluşumuna önemli ölçüde katkıda bulunduğunu gösterdi ve depremlerin nerede ve neden meydana geldiği konusunda yüzeyin altındaki geometrik karmaşıklığın da rol oynayabileceği fikrini ateşledi.

Yanlış Hizalama ve Deprem Şiddeti

Kaliforniya’daki faylardan (iyi bilinen San Andreas fayı da dahil) elde edilen verileri analiz eden araştırmacılar, altında karmaşık geometriye sahip olan, yani oradaki yapıların aynı hizada olmadığı fay bölgelerinin, geometrik olarak daha az karmaşık olanlara göre daha güçlü yer hareketlerine sahip olduğu ortaya çıktı. fay bölgeleri. Bu aynı zamanda bu bölgelerin bazılarında daha güçlü depremler olacağı, bazılarında daha zayıf depremler olacağı ve bazılarında ise hiç deprem olmayacağı anlamına geliyor.

Araştırmacılar bunu analiz ettikleri hataların ortalama yanlış hizalanmasına dayanarak belirlediler. Bu yanlış hizalama oranı, belirli bir bölgedeki fayların ne kadar yakın hizalandığını ve birçok farklı yöne gitmek yerine hepsinin aynı yönde gittiğini ölçer. Analiz, fayların daha fazla hizalanmadığı fay zonlarının deprem şeklinde yapışma-kayma olaylarına neden olduğunu ortaya çıkardı.

Fayların geometrisinin daha hizalı olduğu fay bölgeleri, deprem olmadan fayların düzgün bir şekilde ilerlemesini kolaylaştırdı. Çalışmayı yürüten yüksek lisans öğrencisi Lee, “Fayların bir sistem olarak nasıl davrandığını anlamak, depremlerin neden ve nasıl meydana geldiğini anlamak için çok önemlidir” dedi. “Araştırmamız, fay ağı geometrisinin karmaşıklığının temel faktör olduğunu ve bağımsız gözlem kümeleri arasında anlamlı bağlantılar kurduğunu ve bunları yeni bir çerçeveye entegre ettiğini gösteriyor.”

Deprem Araştırmalarında Gelecek Yönelimler

Araştırmacılar, modeli tam olarak doğrulamak için daha fazla çalışma yapılması gerektiğini söylüyor ancak bu ilk çalışma, özellikle fayların hizalanmasını veya yanlış hizalanmasını ölçmenin fay sürtünme özelliklerini ölçmekten daha kolay olması nedeniyle fikrin umut verici olduğunu gösteriyor. Eğer geçerliyse, çalışma bir gün deprem tahmin modellerine dönüştürülebilir.

Araştırmacılar çalışmanın nasıl geliştirileceğinin ana hatlarını çizmeye başladıkça bu şimdilik çok uzak görünüyor. Tsai, “Bundan sonra gelecek en bariz şey Kaliforniya’nın ötesine geçip bu modelin nasıl ayakta kaldığını görmek olacak” dedi. “Bu potansiyel olarak depremlerin nasıl gerçekleştiğini anlamanın yeni bir yoludur.”