رمزگشایی از معمای ۱۰۰ ساله زلزله‌های عمیق

یک استاد مهندسی، رمز و راز زمین‌لرزه‌های کانونی عمیق که نخستین‌بار تقریباً ۱۰۰ سال پیش کشف شدند، به‌دست آورد.

کد خبر: ۱۰۴۹۵۷۵

تاریخ: ۱۳ ارديبهشت ۱۴۰۰ - ۰۸:۴۸

به گزارش «تابناک» به نقل از ایسنا، ژانتیپی مارکنسکوف، استاد مهندسی دانشکده مهندسی کالیفرنیا سن دیگو جیکوبز، رمز و راز مربوط به زمین‌لرزه‌های عمیق که از زمان کشف نخستین مورد از آن‌ها در دهه ۱۹۲۰ همواره جامعه علمی را گیج کرده است، حل کرد.

دانشمندان در دهه ۱۹۲۰ میلادی، یک پدیده مرموز را کشف کردند که در زیر پوسته زمین اتفاق می‌افتد، حال آن‌که بر اساس آخرین معلومات علمی، زمین‌لرزه‌ها در مناطقی رخ می‌دهند که نباید امکان آن وجود داشته باشند.

این زمین‌لرزه‌های مرموز در عمق ۴۰۰ تا ۷۰۰ کیلومتری زیر سطح زمین سرچشمه می‌گیرند و با بزرگی ۳.۳ در مقیاس ریشتر، ثبت شده‌اند.

این زمین‌لرزه‌های مرموز و عمیق که تحت شرایط فشار بسیار زیاد در گوشته زمین ایجاد می‌شوند و به اصطلاح، زمین‌لرزه متمرکز عمیق نام گرفته‌اند، نخستین‌بار در سال ۱۹۲۹ کشف شدند.

دانشمندان قبلاً گفته بودند که محیط پرفشار در اعماق سطح زمین ممکن است موجب انفجار و منجر به زمین‌لرزه‌های عمیق شود. با این حال، آنها نتوانستند شواهد کافی جهت پشتیبانی از این نظریه پیدا کنند.

مارکنسکوف، در مطالعه جدید همراه با شواهد فراوانی که از راه مدل‌سازی رایانه‌ای ارائه شده، به توضیح جدید درباره زمین‌لرزه‌های متمرکز عمیق رسیده است.

در سال‌های اخیر، فناوری‌های پیشرفته به‌طور فزاینده‌ای در درک و شناخت زمین‌لرزه‌ها نقش داشته‌اند. به‌عنوان مثال، می‌توان از سیستم تشخیص هوش مصنوعی استنفورد، جهت پیش‌بینی زمین‌لرزه‌ها در آینده استفاده کرد.

در عین حال، مأموریت ماهواره‌ای GOCE آژانس فضایی اروپا، اندازه‌گیری دقیق گوشته فوقانی و پوسته زمین را بر اساس جاذبه زمین ارائه داده است که به تشخیص و پیش‌بینی زلزله‌ها کمک می‌کند.

تحقیق مارکنسکوف، ریشه در این واقعیت شناخته شده دارد که محیط پرفشار ۴۰۰ تا ۷۰۰ کیلومتری زیر سطح زمین باعث می‌شود که سنگی موسوم به اولیوین (olivine) در فرایندی که تا حدودی شبیه به تبدیل زغال سنگ به الماس در شرایط فشار شدید است، به نوع متراکم‌تری از سنگ به نام اسپینل (spinel) تبدیل شود.

این تبدیل به سنگ اسپینل، منجر به کاهش حجم سنگ به دلیل محیط پرفشار می‌شود. این فرایند که به اصطلاح، فروریختگی حجم (volume collapse) نامیده می‌شود، با تحرک گسل که به‌عنوان دلیل اصلی زمین‌لرزه‌های متمرکز عمیق شناخته می‌شود، مرتبط است.

مارکنسکوف، با استفاده از مدل‌ها و شبیه‌سازی‌های ریاضی به این نتیجه رسید که زمین‌لرزه‌های با تمرکز عمیق به دلیل تأثیرات فشار زیاد در ترکیب با تغییر حجم در حین فروریختگی حجم، رخ می‌دهند.

او در پاسخ به این سؤال که احساس وی درباره یافته‌های پیشگامانه خود چیست، گفت: احساس می‌کنم با طبیعت پیوند خورده‌ام و زیبایی روش کار طبیعت را کشف کرده‌ام.

این مطالعه جدید، به زمینه رو به رشد تحقیقات درباره ریشه‌ها و تأثیر زمین‌لرزه‌های تولیدشده به‌وسیله شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای و سریع‌ترین ابررایانه جهان موسوم به فوگاکو، می‌افزاید و در مجله Mechanics and Physics of Solids منتشر شده است.