Defecțiuni de defilare

Defecțiunea de defecțiune este numele alunecării lente, constante, care poate apărea la unele defecțiuni active, fără a exista un cutremur. Atunci când oamenii învață despre asta, de multe ori se întreabă dacă defilarea defectelor poate dezamăgi viitoarele cutremure sau le poate face mai mici. Răspunsul este „probabil nu”, iar acest articol explică de ce.

Termeni de Creep

În geologie, "creep" este folosit pentru a descrie orice mișcare care implică o schimbare constantă, treptată de formă. Creepul de sol este denumirea pentru cea mai blândă formă de alunecare de teren. Deformarea creep are loc în granulele minerale pe măsură ce rocile devin deformate și pliate. Creep-ul cu defecte, numit și fluaj aseismic, se întâmplă la suprafața Pământului pe o mică parte din defecțiuni.

Comportamentul de târâre se întâmplă la toate tipurile de defecțiuni, dar este cel mai evident și cel mai ușor de vizualizat pe defecțiuni, care sunt fisuri verticale ale căror laturi opuse se mișcă lateral unul față de celălalt. Se presupune că se întâmplă asupra unor defecți enorme legate de subducție, care dau naștere celor mai mari cutremure, dar nu putem măsura suficient de bine aceste mișcări subacvatice. Mișcarea fluajului, măsurată în milimetri pe an, este lentă și constantă și apare în cele din urmă din tectonica plăcilor. Mișcările tektonice exercită o forță (stres) pe roci, care răspund cu o schimbare de formă (încordare).

Incordarea și forța asupra defecțiunilor

Defecțiunea se produce din diferențele de comportament la eforturi la adâncimi diferite la un defect.

În adâncime, rocile de pe o defecțiune sunt atât de fierbinți și moi, încât fețele de defecte se întind pur și simplu una peste alta, cum ar fi taffy. Adică rocile suferă o tulpină ductilă, care ameliorează constant cea mai mare parte a stresului tectonic. Deasupra zonei ductile, rocile se schimbă de la ductil la fragil. În zona fragilă, stresul se acumulează pe măsură ce rocile se deformează elastic, la fel ca și cum ar fi blocuri gigantice de cauciuc. În timp ce acest lucru se întâmplă, părțile defectului sunt blocate între ele. Cutremurele se întâmplă atunci când rocile fragile eliberează acea tulpină elastică și se retrag în starea lor relaxată, nelimitată. (Dacă înțelegeți cutremurele drept „eliberare de tulpini elastice în roci fragile”, aveți mintea unui geofizic.)

Următorul ingredient din această imagine este a doua forță care menține defectul blocat: presiunea generată de greutatea rocilor. Cu cât acest lucru este mai mare presiunea litostatică, cu atât mai multă încordare se poate acumula defectul.

Înfigeți-vă într-o coajă de nuci

Acum putem da senzația de defecțiune: se întâmplă în apropierea suprafeței unde presiunea litostatică este suficient de scăzută încât defectul să nu fie blocat. În funcție de echilibrul dintre zonele blocate și cele deblocate, viteza de fluiere poate varia. Studii atente ale defecțiunii, atunci ne pot oferi indicii despre zonele blocate mai jos. Din aceasta, s-ar putea să obținem indicii cu privire la modul în care tulpina tectonică se construiește de-a lungul unei defecțiuni și poate chiar să obținem o perspectivă asupra tipului de cutremure care vor avea loc.

Măsurarea fluajului este o artă complexă, deoarece apare lângă suprafață. Numeroasele defecțiuni ale izbucnirii din California includ mai multe înfiorătoare. Acestea includ defecțiunea Hayward în partea de est a golfului San Francisco, defectul Calaveras doar la sud, segmentul înfiorător al defectului San Andreas din centrul Californiei și o parte a defectului Garlock din sudul Californiei. (Cu toate acestea, defecțiunile târâtoare sunt, în general, rare.) Măsurătorile se fac prin sondaje repetate de-a lungul liniilor de semne permanente, care pot fi la fel de simple ca un rând de cuie pe un trotuar stradal sau la fel de elaborate ca niște creepmetre amplasate în tuneluri. În majoritatea locurilor, creepul crește de fiecare dată când pătrund umiditatea din furtuni în solul din California, ceea ce înseamnă anotimpul ploios de iarnă.

Efectul lui Creep asupra cutremurelor

Din vina Hayward, ratele de fluaj nu sunt mai mari de câțiva milimetri pe an. Chiar și maximul este doar o fracțiune din mișcarea tectonică totală, iar zonele puțin adânci care se înghesuie nu ar colecta în primul rând multă energie de încordare. Zonele târâtoare sunt depășite copleșitor de dimensiunea zonei blocate. Așadar, dacă un cutremur la care se poate aștepta în jur de 200 de ani, în medie, se produce câțiva ani mai târziu, deoarece creep-ul ușurează un pic de încordare, nimeni nu a putut spune.

Segmentul înfiorător al defectului San Andreas este neobișnuit. Nu s-au înregistrat niciodată cutremure mari pe el. Este o parte din vina, lungă de aproximativ 150 de kilometri, care se strecoară la aproximativ 28 de milimetri pe an și pare să aibă doar mici zone blocate dacă există. De ce este un puzzle științific. Cercetătorii se uită la alți factori care pot lubrifia defectul aici. Un factor poate fi prezența argilei abundente sau a rocilor serpentinite de-a lungul zonei de defect. Un alt factor poate fi apa subterană prinsă în porii sedimentelor. Și doar pentru a face lucrurile un pic mai complexe, s-ar putea ca fiori să fie un lucru temporar, limitat în timp la prima parte a ciclului cutremurului. Deși cercetătorii au crezut mult timp că secțiunea târâtoare poate opri rupturile mari să se răspândească peste ea, studii recente au pus în discuție acest lucru.

Proiectul de forare SAFOD a reușit să preleveze stânca chiar din vina San Andreas, în secțiunea sa târâtoare, la o adâncime de aproape 3 kilometri. Când au fost dezvăluite pentru prima dată nucleele, prezența serpentinitei era evidentă. Dar în laborator, testele de înaltă presiune ale materialului de bază au arătat că acesta este foarte slab din cauza prezenței unui mineral argilat numit saponit. Saponitul se formează unde serpentinita se întâlnește și reacționează cu roci sedimentare obișnuite. Argila este foarte eficientă în capcarea apei de pori. Deci, așa cum se întâmplă adesea în știința Pământului, toată lumea pare să aibă dreptate.