Naujas signalas iš lūžių: sužinokite, kodėl žemės drebėjimų pabaiga gali būti pati pavojingiausia
Žemės drebėjimų pradžia seismologams gana gerai suprantama, tačiau kaip tiksliai dideli drebėjimai baigiasi, ilgai išliko viena didžiausių mįslių. Kioto universiteto mokslininkų komanda paskelbė radusi iki šiol neįvardytą signalą, kuris pasirodo būtent tada, kai lūžis staiga nustoja plyšti.
Tyrimas publikuotas žurnale „Science“ ir, pasak autorių, gali pakeisti tai, kaip vertinama seisminė rizika bei projektuojami statiniai aktyviose zonose. Naujasis reiškinys pavadintas sustojimo faze, nes jis susijęs su momentu, kai plyšimas lūžio plokštumoje nutrūksta ne palaipsniui, o staigiai.
Kas yra sustojimo fazė?
Analizuodami stiprių grunto judesių įrašus netoli lūžių, tyrėjai aptiko pasikartojantį neįprastą bangos formos fragmentą, apibūdinamą kaip neigiama fazė. Šis signalas dažniausiai matomas ten, kur plyšimas pasiekia savo galinius taškus, tai yra lūžio segmento pabaigą arba vietą, kur jį sustabdo geologinė kliūtis.
Komandos teigimu, sustojimo fazė ryškiausia tais atvejais, kai plyšimas sustoja staigiu smūgiu, o ne išsikvepia po truputį. Būtent toks staigus nutrūkimas, kaip rodo modeliavimas ir stebėjimai, gali sukurti papildomą energijos spinduliavimą, kurio ankstesniuose rizikos modeliuose buvo neįvertinta.
Kaip tai patvirtino?
Tyrėjai rėmėsi kelių tipų duomenimis. Pirmiausia buvo peržiūrėti stiprių judesių akcelerogramai, kruopščiai atskiriant signalą nuo matavimo prietaisų triukšmo ir vietinių efektų, galinčių iškraipyti įrašą.
Tuomet naudoti palydoviniai duomenys, padedantys patikrinti, kaip deformavosi paviršius po drebėjimo, ir ar tai dera su seisminių stočių fiksuotais pokyčiais. Galiausiai pritaikyti dinaminiai skaitmeniniai lūžio plyšimo modeliai, leidę atkurti scenarijus, kuriuose plyšimas sustoja staigiai ir sukuria būdingą neigiamos fazės pėdsaką.
Kodėl tai svarbu statiniams?
Sustojimo fazė, pasak autorių, gali generuoti specifinius, ilgesnio periodo grunto judesius, kurie primena botago kirtį. Tokie impulsiniai, staigūs judesiai yra ypač pavojingi infrastruktūrai, jautriai svyravimams: tiltams, aukštiems pastatams, bokštams, taip pat vamzdynams ir elektros perdavimo sistemoms.
Jei rizikos vertinimo schemose neįtraukiamas staigaus sustojimo sukeliamas papildomas poveikis, tam tikrose vietose galima sistemingai nuvertinti realias apkrovas. Didžiausia tikimybė su tuo susidurti, kai objektai yra šalia tikėtinų lūžių segmentų galų arba geologinių barjerų, galinčių staigiai nutraukti plyšimą.
Tyrėjai pabrėžia, kad kitas žingsnis bus sistemingai peržiūrėti pasaulinius artimo lauko įrašų archyvus ir įvertinti, kaip dažnai sustojimo fazė pasireiškia skirtinguose lūžių tipuose. Kuo tiksliau bus suprantamas pats drebėjimo pabaigos mechanizmas, tuo tvirčiau bus galima pagrįsti projektavimo sprendimus ir atnaujinti seisminio atsparumo gaires.
„Mums seniai pavyko gana tiksliai aprašyti, kaip drebėjimai prasideda, tačiau pabaigos mechanizmas buvo gerokai mažiau aiškus“, – sakė tyrimo autoriai, aiškindami, kodėl šis signalas gali tapti svarbiu trūkstamu elementu seisminės rizikos grandinėje.
Praktinis šio atradimo poveikis gali būti dvejopas: patikslinti prognozuojamus grunto judesių scenarijus ir padėti tiksliau nustatyti, kokių dinaminio atsako rezervų reikia pastatams bei kritinei infrastruktūrai. Tai ypač aktualu regionams, kuriuose dideli drebėjimai kartojasi, o urbanizacija sparčiai artėja prie aktyvių lūžių zonų.
