בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
 

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

לקרוא ללא הגבלה, רק עם מינוי דיגיטלי בהארץ  

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

חוקרים הצליחו לדמות את רעידת האדמה החזקה ביותר עד כה בתנאי מעבדה

ממצאי הניסוי שערכו מדענים מאוניברסיטת אוקלהומה, ובהם הפרופ' הישראלי זאב רכס, משנים את האופן שבו החוקרים מבינים רעידות אדמה

21תגובות

מדענים מישראל ומארצות הברית הצליחו לדמות בתנאי מעבדה את רעידת האדמה החזקה ביותר עד כה, בקנה מידה של סנטימטרים בודדים. לטענתם, הניסויים החדשים שערכו הם ההדמיה הניסויית הטובה ביותר עד כה של רעידות אדמה גדולות. ממצאיהם יתפרסמו מחר (שישי) בכתב העת "Science".

את הניסוי ערכו הגיאולוג הישראלי זאב רכס מאוניברסיטת אוקלהומה ותלמידו ג'פרסון צ'אנג, בשיתוף עם דייוויד לוקנר מהמכון הגיאולוגי האמריקאי. בסדרה של ניסויים הם הדמו התנהגות של סלעים בעת רעידות אדמה בחוזקה 4 עד 8 בסולם המגניטודה לפי מומנט – כאשר רעידת האדמה שאירעה ביפאן במארס 2011, למשל, היתה בחוזק 8.9 לפי סולם זה.

ההדמיה נעשתה באמצעות הצמדה של דיסק המסתובב במהירות גדולה לדיסק אחר. החיכוך שנוצר בין שני הדיסקים ברגע המפגש ביניהם דימה את החיכוך הנוצר לאורך קווי העתק (שבר בקרום כדור הארץ) בין הלוחות הטקטוניים, הגורם לרעידת אדמה. המכונה שבנו כדי לדמות את רעידת האדמה מתנשאת לגובה של שלושה מטרים ומשקלה מגיע לכמה טונות, אבל הדיסקים המדמים את ההעתק הם בקוטר של שמונה סנטימטרים בלבד.

באופן גס אפשר לדמות את הלוחות הטקטוניים לגומייה נמתחת. כך למשל, במקרה הבקע הסורי-אפריקני, הלוח הטקטוני שבצד המזרחי של ים המלח, שעליו נמצאת ירדן, נע צפונה ביחס ללוח שעליו נמצאות ישראל וסיני, במהירות של חצי סנטימטר בשנה. כפי שגומייה נקרעת במתח רב מדי, ומצליפה בכף יד האוחזת בה, גם בין שני הלוחות הטקטוניים מתרחשת "הצלפה": תנועות פתאומיות, שמורגשות כרעידות אדמות, שבהן נוצרים הגלים הסייסמיים.

“לצערנו, במשך עשרות שנים מעבדות עסקו באותה בעיה, אבל בתנאים שאינם רלוונטיים אליה", אומר הפרופ' אמוץ עגנון, גיאופיזיקאי מהמכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית, שלא היה מעורב במחקר הנוכחי, אך בעבר שיתף פעולה במכון עם הפרופ' רכס. "עד עכשיו נעשו מחקרים בתנאים שאינם דומים לתנאי רעידת אדמה – במהירויות נמוכות ובמרחקי העתקה קטנים. הניסויים החדשים מראים שבתנאים הנכונים מקבלים תוצאות שונות בתכלית מהתוצאות בעבר. זה תיקון חשוב מאוד. קשה לדעת מתי יבשילו התיאוריות שיעלו מהניסויים החדשים, אבל בדיעבד המחקר הזה ייראה כצומת חשוב”.

כיום ידוע כי ככל שמהירות התנועה לאורך העתק (כלומר, בין לוחות טקטוניים) גדולה יותר, כך החיכוך קטן יותר. כתוצאה, ההעתק בין הלוחות חלש יותר, וככל שהוא חלש יותר, רעידת האדמה תהיה חזקה יותר. באופן דומה, בגומייה שהולכת ונמתחת נוצרים קרעים קטנים, המחלישים אותה עד שהיא נקרעת.

“רוב המאמצים להבין רעידות אדמה בניסויי מעבדה עוסקים בחיפוש מגנוני ההיחלשות האלה", אומר הפרופ' רכס בשיחה מאוקלהומה. בניסויים קודמים, חוקרים הניעו שני דיסקים המדמים העתק (קו המפגש בין לוחות טקטוניים) במהירות קבועה למדי ("המהירות בניסויים הללו היתה נתונה לשינוי, אבל מכיוון שהמהירויות היו מזעריות, השינויים קטנים", מסביר עגנון). ברעידות אדמה בטבע, לעומת זאת, מהירות התנועה לאורך ההעתק משתנה באופן ניכר בעת רעידת אדמה. המהירות המשתנה משפיעה על עוצמת הרעידה.

אחד החידושים במחקר החדש היה בנקודה זו. הפרופ' רכס אומר כי במקום לקבוע למכונה באיזו מהירות תהיה התנועה, "אנחנו רק מספקים למערכת כמות אנרגיה מסוימת".

בניסויים הראו רכס, צ'אנג ולוקנר שלא רק המהירות הקבועה מחלישה את ההעתק, אלא גם התאוצה, כלומר קצב הגידול במהירות בזמן רעידת האדמה. התאוצה הזאת לא נמדדה עד כה כפרמטר מרכזי המשפיע על רעידות אדמה. לפי ההדמיות שערכו החוקרים, התאוצה גורמת להתרסקות הסלע לאורך מישורי ההעתק. התרסקות הסלע מחלישה את מישורי ההעתק ומאפשרת רעידות גדולות יותר.

במחקרים קודמים נמדדו שינויים הדרגתיים בחיכוך כתוצאה מהגידול במהירות. לדברי הפרופ' עגנון, הניסויים בעבר הצביעו על ירידת החיכוך בשברי אחוזים עד אחוזים בודדים, ואילו הניסויים החדשים מראים כי יש ירידה מהירה של 50% או יותר בחיכוך. כלומר, על פי המחקר הנוכחי מחקרים קודמים לא הדמו כראוי את תנאי ההתרחשות של רעידות אדמה.

הבנת ההשפעה של התאוצה בתנועת הלוחות יכולה לתרום להבנת התנאים להיווצרות רעידות אדמה עתידיות: בלי לדעת עד כמה נחלשים אזורי ההעתקה, יהיה קשה להעריך כמה אנרגיה אלסטית מצטברת בין הלוחות עד לרעידת האדמה הבאה. “הבנת המנגנונים האלה מקרבת אותנו להבנת אופן ההתאוששות וצבירת החוזק של רעידות אדמה, ושל המחזוריות של רעידות אדמה", אומר עגנון.

בשלב זה החוקרים אינם מתיימרים לחזות רעשי אדמה. לדברי רכס, רוב העבודה היא בתחום המדע הבסיסי. “כל חיזוי מחייב הבנה”, הוא אומר. "אנחנו בשלב שבו אנחנו עוסקים בהבנת התופעה”.



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות
*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו