إليكم سبب كون موجات الصدمات “أربع أوراق البرسيم” للزلازل خطرة وليست محظوظة

قام الجيولوجيون بقياس نمط “ البرسيم الرباعي ” المدمر لموجات الصدمات الزلزالية بتفاصيل أكبر من أي وقت مضى – وقد تكون النتائج الناتجة حاسمة في جعل مبانينا ومدننا أكثر مقاومة للزلازل الكبيرة في المستقبل.

لقد تم تحليل هذا النمط ذي المحاور الأربعة من قبل ، ولكن لم يتم تحليله بهذا القدر من العمق. يأمل الفريق الذي يقف وراء الدراسة الجديدة أنه قد يزيل بعض الغموض المحيط بكيفية انتشار موجات الزلزال عبر ترددات مختلفة.

بشكل حاسم ، انتشرت موجات الصدمات ذات الأوراق البرسيمية بترددات منخفضة تقل عن 10 هرتز ، وهو مستوى اهتزاز تتعرض له العديد من المباني والهياكل بشكل خاص.

يمكن رؤية نمط البرسيم رباعي الأوراق عند الترددات المنخفضة. (Trugman et al.، Geophysical Research Letters، 2021)

كتب الباحثون في ورقتهم المنشورة: “وجدنا أنه عند الترددات المنخفضة ، فإن نموذجًا مبسطًا ومستخدمًا على نطاق واسع مكون من أربعة فصوص للحركات الأرضية للزلازل يقوم بعمل جيد في وصف حقل الموجة الزلزالية المرصودة”.

“ومع ذلك ، في الترددات الأعلى ، يصبح نمط الإشعاع رباعي الفصوص أقل وضوحًا ، ويتدهور بسبب التعقيد في عمليات مصدر الزلازل وبنية منطقة الصدع.”

نظر الباحثون في البيانات من واحدة من أكثر المصفوفات الزلزالية كثافة على الكوكب: المسح الزلزالي LArge-n في أوكلاهوما (LASSO) ، والذي يتكون من 1829 مستشعرًا زلزاليًا داخل منطقة تبلغ مساحتها 15 × 20 ميلًا فقط (25 × 32 كيلومترًا) ).

تم استخدام LASSO لقياس بيانات الموجة P من 24 زلزالًا صغيرًا خلال فترة 28 يومًا في عام 2016 ، وهذه هي البيانات التي تتعمق فيها الدراسة الجديدة. كان وجود أجهزة استشعار قريبة جدًا من مركز الزلازل يعني أنه يمكن رصد الأنماط قبل أن تتلاشى وتوازن على مسافات أكبر.

باستخدام الخوارزميات لتصفية موجات الصدمة حسب التردد ، ظهر نمط البرسيم رباعي الأوراق ، ولكن فقط عند الترددات المنخفضة. قد يكون ذلك بسبب أن الموجات الزلزالية ذات التردد المنخفض يمكنها تجاوز خليط الصخور المكسورة الموجودة في صدوع الزلزال ، بدلاً من الانعكاس والتشتت في العديد من الاتجاهات المختلفة.

يقول الفيزيائي الجيوفيزيائي فيكتور تساي ، من جامعة براون في رود آيلاند: “ما يحدث عندما يكون لديك زلزال هو أن قطع الصخور المكسورة داخل منطقة الصدع تبدأ في التحرك مثل كرات الدبوس”.

توقع الباحثون أن الزلازل التي سجلتها مصفوفة لاسو كانت صغيرة نسبيًا – بالكاد يمكن إدراكها من قبل المستشعرات – ولكن يجب تكرار نفس الأنماط عبر الزلازل الأقوى. والخطوة التالية هي وضع ذلك على المحك.

في النهاية ، يمكن للبيانات الجديدة مثل هذه أن تجعل تقييمات الزلازل والنمذجة أكثر دقة. يُظهر أنه في حين أن الأشخاص على الأرض قد يواجهون مستوى ثابتًا من موجات الصدمة (الموجات الأعلى ترددًا) ، فقد تكون المباني المحيطة بهم تحت مستوى ضغط أكبر أو أقل (موجات الصدمات ذات التردد المنخفض) ، اعتمادًا على مكان وجودهم في أربع أوراق البرسيم نمط.

بينما تختلف أخطاء الزلازل من حيث العمر والتكوين الجيولوجي وعوامل أخرى ، يجب أن تكون الفيزياء الأساسية هي نفسها. يأمل العلماء في تجميع فهرس بمناطق الزلازل ، يوضح العيوب ذات الاحتمال الأكبر لموجات زلزالية خطيرة وما ينتج عنها من أضرار.

“ما هو مهم في هذه النتائج هو أننا نشهد تباينًا في حركة الأرض بالقرب من المصدر ، ولا يتم أخذ ذلك في الاعتبار في أي نوع من نماذج المخاطر ،” كما يقول المؤلف الأول للدراسة ، الجيوفيزيائي للزلازل دانيال تروجمان من جامعة تكساس في أوستن.

تم نشر البحث في رسائل البحث الجيوفيزيائي.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *