اكتشف العلماء أن أخطاء الزلازل يمكن أن تشفى نفسها في ساعات

اكتشف العلماء أن الصدوع الزلزالية العميقة يمكن أن تشفى من تلقاء نفسها في غضون ساعات، حيث تعمل مثل “الغراء السريع” بعد أحداث الانزلاق البطيئة.

من خلال إعادة خلق ظروف الضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة في المختبر، وجد الباحثون أن حبيبات الكوارتز يمكن أن تتحد معًا بسرعة، وتستعيد قوتها بشكل أسرع بكثير مما كان يعتقد سابقًا.

اختراق شفاء الأعطال العميقة

يمكن لصدوع الزلازل الموجودة تحت السطح أن تعود إلى الاتصال مرة أخرى بعد حدوث اضطراب زلزالي، وفقًا لبحث جديد أجرته جامعة كاليفورنيا في ديفيس. النتائج التي صدرت اليوم (19 نوفمبر) في تقدم العلوم بدعم من منح مؤسسة العلوم الوطنية، تقديم عنصر جديد مهم لكيفية تفسير العلماء لسلوك الخطأ الذي يمكن أن يؤدي في النهاية إلى حدوث زلازل قوية.

وقالت أماندا توماس، أستاذة علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا في ديفيس والمؤلفة المقابلة للورقة: “لقد اكتشفنا أن الصدوع العميقة يمكن أن تشفى من تلقاء نفسها في غضون ساعات”. “هذا يدفعنا إلى إعادة تقييم السلوك الريولوجي الخاطئ، وما إذا كنا قد أهملنا شيئًا مهمًا للغاية.”

إعادة التفكير في سلوك الخطأ والانزلاق البطيء

قام توماس وزميله في جامعة كاليفورنيا في ديفيس البروفيسور جيمس واتكينز وفريقهم بفحص أحداث الانزلاق البطيء، أو SSEs، وهي حركات زلزالية تتكشف بشكل تدريجي أكثر بكثير من الزلازل التقليدية.

تحدث الزلازل التقليدية عندما يتم إطلاق الضغوط التي تتراكم مع احتكاك الصفائح التكتونية للأرض معًا على مدى قرون أو آلاف السنين بسرعة، مما يؤدي إلى اهتزاز شديد يستمر لثواني فقط.

وقال توماس إنه في عام 2002 تقريبًا، تعرف العلماء على نوع آخر من الأحداث الزلزالية التي تتصرف بشكل مختلف. في حالة الانزلاق البطيء، يتم تخفيف الضغط الذي يتراكم على مدى أشهر إلى سنوات في نوبات صغيرة لا تتجاوز بضعة سنتيمترات والتي تستمر على مدى أيام أو أسابيع أو حتى أشهر.

أحداث الانزلاق البطيء المتكررة لكاسكاديا

لفهم سلوك الانزلاق البطيء العميق بشكل أفضل، قام الباحثون بدراسة السجلات الزلزالية من منطقة اندساس كاسكاديا في شمال غرب المحيط الهادئ، حيث تنحدر صفيحة خوان دي فوكا أسفل صفيحة أمريكا الشمالية. لا تتبع أحداث الانزلاق البطيء في هذه المنطقة نفس نمط الزلازل. يمكن أن تنزلق أجزاء من الصدع مرة أخرى خلال ساعات أو أيام، مما يشير إلى أن الصدع قد شفي جزئيًا بينما يستعيد الضغط أيضًا بسرعة مذهلة.

وأوضح توماس أن قوى المد والجزر الصغيرة تظهر مدى سرعة إعادة تحميل الصدع. تؤثر جاذبية الشمس والقمر على قشرة الأرض بنفس الطريقة التي تنتج بها المد والجزر في المحيطات. بالإضافة إلى ذلك، فإن الوزن المتغير لمياه البحر يمارس ضغطًا على الصخور الموجودة بالأسفل.

ما لا يزال غير مؤكد هو كيف تمكن الصدع من استعادة الكثير من القوة في مثل هذا النطاق الزمني القصير.

لغز الشفاء على المدى القصير

واتكينز هو عالم كيمياء جيولوجية يدرس ما يحدث للمعادن تحت الحرارة والضغط العاليين. يحتوي مختبره على معدات لمحاكاة الظروف العميقة في القشرة الأرضية أو تحت البركان.

طور واتكينز وتوماس تجارب حيث قاموا بتعبئة مسحوق الكوارتز في أسطوانة فضية ولحامها وإغلاقها ووضعها تحت ضغط قدره 1 جيجاباسكال (10000 مرة الضغط الجوي) عند 500 درجة. مئوية.

وقال واتكينز: “نحن نحاكي ما يحدث في أعقاب حدث الانزلاق البطيء”. “نحن نطبخها وننظر إليها.”

اللحام المجهري للحبوب المعدنية

وقاموا بقياس مدى سرعة تحرك الموجات الصوتية عبر العينة “المطبوخة”، ثم فتحوا الأسطوانات واستخدموا المجهر الإلكتروني لدراسة البنية.

ووجد الباحثون أنه بعد الضغط، يتم لحام الحبوب المعدنية معًا.

قال توماس: “إنه مثل غراء الخلل السريع”. “إنه سريع حقًا ويمكنك استعادة قدر كبير من القوة.”

وقد يكون هذا التماسك – أي قدرة الصدوع على إصلاح نفسها – مهمًا في أماكن أخرى، بما في ذلك الصدوع السطحية وتلك المعروفة بالتسبب في زلازل كبرى.

التماسك كعامل مهمل

قال توماس: “يتم إهمال التماسك في معظم النماذج”. “في ظل ظروف معينة، قد يكون التماسك أكثر أهمية مما كنا نعتقد”.

حصل توماس وواتكينز مؤخرًا على منحة جديدة من مؤسسة العلوم الوطنية لمواصلة دراسة التماسك حول صدوع الزلازل.

وقال واتكينز: “إنه يربط الأحداث على المستوى المجهري بالزلازل القوية على نطاق مئات الكيلومترات”.

المرجع: “الشفاء السريع للأخطاء من التدعيم يتحكم في ديناميكيات الانزلاق البطيء العميق والهزة” 19 نوفمبر 2025، تقدم العلوم.
دوى: 10.1126/sciadv.adz2832

المؤلفون الإضافيون في هذه الورقة هم: نيكولاس بيلر، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية؛ ميلودي فرينش، جامعة رايس؛ ويتني بير، ETH زيورخ، سويسرا ومارك ريد، جامعة ولاية أوريغون.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل, يكتشف، و أخبار.