Tyrimu siekta daugiau sužinoti apie tam tikrus su Žemės plutos judėjimu siejamus geologinius procesus ir išsamiau išanalizuoti dėl tektoninių lūžių, kontinentinės litosferos plokštei judant virš okeaninės litosferos plokštės, susidarančius Žemės plutos įtrūkimus.
„Ilgą laiką manyta, kad tektoniniai lūžiai, kuriems priskiriami ir subdukcijos zonos lūžiai, negalėtų sukelti didesnių deformacijų netoli Žemės paviršiaus“, – sako Paryžiaus aukštosios normalinės mokyklos mokslo tyrėjas Harsha Bhatas, drauge su Kalifornijos technologijų instituto (JAV) absolventu Vahe Gabuchianu inicijavęs aptariamąjį tyrimą.
Dešimtmečius pamiršta hipotezė
Prielaida suformuluota atsižvelgiant į tai, kad, slinkdama virš okeaninės litosferos plokštės, kontinentinė plokštė gremžia minkštąjį paviršiaus sluoksnį, palikdama jo liekanas subdukcijos zonoje. Iki šiol geologai buvo įsitikinę, kad visa seisminio įvykio metu tektoninio lūžio vietoje susigeneruojanti energija išsenka susidūrusi su minkštąja medžiaga ir kad reikšmingų Žemės paviršiaus deformacijų ji negalėtų sukelti.
Tačiau pastaraisiais dešimtmečiais vykusių žemės drebėjimų pavyzdžiai rodo ką kita, teigia niekaip su šiuo tyrimu nesusijęs Niujorke įsikūrusios Kolumbijos universiteto Lamont-Doherty observatorijos geofizikos profesorius Christopheris Scholzas. Pavyzdžiui, pasak jo, 1971 m. įvykęs San Fernando žemės drebėjimas žemės paviršiuje paliko neįprastų padarinių, kuriuos galima matyti dar ir šiandien.
„Visa tai tiesiog kalno papėdėje, – sako jis. – Atrodo, kad [dėl žemės drebėjimo] lūžio vietoje visas žemės paviršiaus sluoksnis tiesiog nuslinko.“
Kaip galėjo šitaip sujudėti tokio milžiniško dydžio žemės sluoksnis, jei lūžio energija išsisklaido dar uolienoje, svarsto straipsnio autorė T.Staedter.
Anuomet Nevados universitete (JAV) dirbęs geofizikas Jamesas Brune`as buvo pirmasis mokslininkas, pamėginęs rasti atsakymą į šį klausimą. 1996 m. jis pristatė tyrimą, kuriame išdėstė, kad šį reiškinį lemia lūžio zonoje kylantys sukamieji virpesiai. Jis atliko eksperimentą su porolonu ir, imituodamas žemės drebėjimą, nustatė, kad energija sklinda išilgai lūžio, priversdama paviršiaus sluoksnį įgriūti, tarsi kas būtų pliaukštelėjęs didele ranka.
„Nemanau, kad žmonės tuo patikėjo, – sako Ch.Scholzas. – Jiems tai veikiausiai pasirodė keistas dalykas, labiau sietinas su porolono savybėmis. Į tai nepažiūrėta rimtai.“
Dešimtmečius ši idėja buvo pamiršta.
Vis dėlto, analizuojant vėliau įvykusius žemės drebėjimus, pradėta abejoti, ar J.Brune`o teorijoje iš tikrųjų nebūta tiesos. Neseniai paskelbtame pranešime H.Bhatas ir V.Gabuchianas su kolegomis mini 1999-aisiais Taivane įvykusį 7,7 balo pagal Richterio skalę stiprumo žemės drebėjimą, kurio metu žuvo per du tūkstančius žmonių ir dėl kurio patirta milijardus eurų siekiančių struktūrinių nuostolių, ir 2011 m. Japonijoje įvykusį 9 balų stiprumo žemės drebėjimą, dėl kurio sutriko Fukušimos branduolinės jėgainės darbas.
Atrandama naujų detalių
Tektoninius lūžius po žemės drebėjimų analizavusiems geofizikams nesisekė aptikti įrodymų, kad minkštosios medžiagos ir kietosios uolienos sandūra būtų veikiama įtampos.
„Kaip [plokštės] gali slinkti be įtampos? – svarsto Ch.Scholzas. – Tai didelė mįslė.“
Tačiau panašu, kad V.Gabuchianui su kolegomis šią mįslę vis dėlto pavyko įminti, rašo T. Staedter. Tyrėjai atliko eksperimentą, primenantį tą, kurį 1996-aisiais atliko J. Brune`as, tik šįkart apsieita be porolono.
Atlikdami eksperimentą, tyrėjai naudojo skaidrų plastiką, kuris savo savybėmis panašus į uolieną. Eksperimentui atlikti buvo pasirinkta Kalifornijos technologijų instituto laboratorija, vadinama seisminių srovių tuneliu. Šioje laboratorijoje sudarytos sąlygos imituoti žemės drebėjimą.
Tyrėjai perpjovė plastiko gabalą į dvi dalis ir jas viena į kitą sustūmė, imituodami tektoninį spaudimą tarp dviejų viena kitą spaudžiančių tektoninių plokščių. Tariamoje epicentro vietoje jie įjungė įtampai sukelti specialiai pritaikytą įtaisą.
Įsivaizduojama lūžio vieta ėmė trūkinėti ir netrukus įtrūkimas pasiekė paviršių. Paviršius atsivėrė ir staiga užsivėrė.
Paviršius atsivėrė ir staiga užsivėrė.
Užsivėrimo procesas sumažina įtampą, dėl kurios abi lūžio pusės yra viena į kitą įsirėmusios, aiškina H.Bhatas. Kuo mažiau įtampos, tuo lengviau uoliena slenka.
Dėl 9 balų stiprumo Japonijoje įvykusio žemės drebėjimo, pasak T. Staedter, mokslininkai linkę manyti, kad, žemės drebėjimo energijai veržiantis lūžio sritimi, uolienos plokštės akimirksniu atsiskyrė viena nuo kitos, o tada staiga vėl susijungė.
„Atsivėrimas yra trumpalaikis, – pabrėžia H.Bhatas. – Nėra taip, kaip vaizduojama filmuose.“
Turėdami naujos informacijos, geologai galėtų imtis seisminio pavojingumo žemėlapių perbraižymo – juose galėtų būti nurodoma, kuriose vietose, vykstant žemės drebėjimui, žemė galėtų smarkiai deformuotis ir taip sukelti pragaištingų padarinių, sako Ch.Scholzas. Jo įsitikinimu, tai padėtų geriau pasirengti būsimiems žemės drebėjimams ir palengvintų geologų darbą menant su anksčiau įvykusiais žemės drebėjimais susijusias mįsles.
