Hvordan væskeviskositet påvirker jordskælvets intensitet

Forkastningszoner spiller en nøglerolle i udformningen af ​​deformationen af ​​jordskorpen. Alle disse zoner indeholder væsker, som har stor indflydelse på, hvordan jordskælv udbreder sig. I en artikel offentliggjort i dag i Naturkommunikation , Chiara Cornelio, en ph.d. studerende ved EPFL's Laboratory of Experimental Rock Mechanics (LEMR), viser, hvordan viskositeten af ​​disse væsker direkte påvirker et jordskælvs intensitet. Efter at have kørt en række laboratorietest og simuleringer, Cornelio udviklede en fysisk model til nøjagtigt at beregne variabler, såsom hvor meget energi et jordskælv har brug for for at forplante sig - og, derfor, dens kraft - i henhold til viskositeten af ​​underjordiske væsker.

Undersøgelsen var en del af bredere forskning i geotermiske energiprojekter, hvilken, ligesom andre underjordiske aktiviteter, kan udløse jordskælv - en proces kendt som induceret seismicitet, i modsætning til naturlig seismicitet, hvor jordskælv opstår uden menneskelig indblanding.

"Underjordiske efterforskningsprojekter såsom geotermisk energi, Injektionsbrønde og minedrift involverer alle indsprøjtning af væsker under tryk i sprækker i klippen, " forklarer Cornelio. "Undersøgelser som dette viser, hvordan en bedre forståelse af væskers egenskaber og virkninger er afgørende for at forhindre eller dæmpe inducerede jordskælv. Virksomheder bør inddrage disse egenskaber i deres tankegang, i stedet for udelukkende at fokusere på volumen- og trykhensyn."

Som sæbe

Cornelio kørte 36 eksperimenter, simulere jordskælv af varierende intensitet, og udbreder sig ved forskellige hastigheder, i granit eller marmor, med væsker med fire forskellige viskositeter. Hendes resultater viste en klar sammenhæng mellem væskeviskositet og jordskælvsintensitet.

"Forestil dig, at disse væsker virker som sæbe, reducerer friktionen mellem dine hænder, når du vasker dem, eller som olien du sprøjter på mekaniske dele for at få dem i gang igen, " forklarer Marie Violay, en adjunkt og leder af LEMR. "I øvrigt, naturligt forekommende jordskælv producerer varme, når de to plader gnider sammen. Den varme smelter klippen, skabe en smørende film, der får fejlen til at glide endnu længere. Vores undersøgelse giver os også et klarere billede af, hvordan den naturlige proces fungerer."