Große Erdbeben Im Labor Nachgeahmt

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Ein riesiges spinnrad in einem labor hilft forschern zu untersuchen, wie große erdbeben entlang einer verwerfung aufbrechen.

Ein massives Spinnrad in einem Forscherlabor könnte dazu beitragen, zu erklären, wie schwere Erdbeben beginnen, und die Risiken, die von Erdbeben ausgehen, aufklären.

"Alles, was unser Verständnis von Erdbeben verbessert, führt zu einem besseren Verständnis ihrer Auswirkungen und ihrer Häufigkeit", sagte der Forscher Ge'ev Reches, ein Strukturgeologe an der University of Oklahoma, dessen Labor das riesige Spinnrad beherbergt.

Große Erdbeben wachsen mit Brüchen, die sich entlang einer Verwerfung ausdehnen. Diese aktivieren dann unzählige Patches dieses Fehlers und möglicherweise anderer.

Um diesen Bruchvorgang zu simulieren, werden in Laborsimulationen von Erdbeben oft zwei Gesteinsblöcke gegeneinander gedrückt, bis sie durch den Stress brüchig werden. Die Stücke wechseln sich dann abwechselnd aneinander entlang des Bruches ab, so wie Wissenschaftler glauben, dass sich Fehler häufig bei Erdbeben verhalten.

Diese Bewegungen sind jedoch oft tausend- bis millionenfach stumpfer als bei großen, schädlichen Zittern. Es bleibt also unklar, wie gut diese Laborsimulationen die wahre Physik großer Erdbeben widerspiegeln.

Anstatt sich auf einen Motor zu verlassen, der wie in diesen vorherigen Experimenten eine allmähliche und kontinuierliche Kraft auf den Felsen ausübt, wollten Reches und seine Kollegen sehen, was passieren könnte, wenn sie plötzlich einen Energiestoß auf den Felsen werfen. Dafür benutzten sie ein massives Schwungrad - im Wesentlichen ein riesiges Spinnrad, das kinetische Energie speichert und freisetzt.

"Fehlerstellen enthalten endliche Mengen an Energie, die in den Felsen gespeichert sind. Daher dachten wir, dass die Verwendung eines Schwungrads zur Bereitstellung einer begrenzten Menge an Energie eine gute Simulation von Erdbeben ermöglichen würde", sagte Reches.

Die Forscher verwendeten ein Schwungrad, um schnell Energie auf eine scheibenförmige Probe aus Granit und Dolomit zu übertragen. Durch die Änderung der Geschwindigkeit, mit der das 500 Pfund schwere Schwungrad gedreht wurde, konnten sie Änderungen im Gestein auslösen, die mit denen der Erdbeben der Stärken 4 bis 8 vergleichbar waren. [Video: Was bedeutet Erdbeben "Magnitude"?]

Die Wissenschaftler stellten fest, dass die Reaktion des Granits auf das Schwungrad sehr ähnlich war, wie sich in früheren Forschungen natürliche Erdbeben verhalten hatten. Zum Beispiel folgte auf eine sehr schnelle anfängliche Beschleunigung von Brüchen im Gestein eine allmähliche Verzögerung.

"Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die mit Erdbeben einhergehende Schwächung des Gesteins weitgehend durch die Beschleunigung der Oberflächen des Fehlers beeinflusst wird", sagte Reches. "Kleine Flecken auf einer Störungsfläche erfahren bei einem Erdbeben in Sekundenbruchteilen oder über mehrere Sekunden hinweg eine enorme Beschleunigung, die sich über den gesamten Fehler ausbreitet."

Die Wissenschaftler detailliert ihre Ergebnisse in der Ausgabe der Zeitschrift Science vom 5. Oktober.

Diese Geschichte wurde von OurAmazingPlanet, einer Schwesterseite von WordsSideKick.com, zur Verfügung gestellt.


Videoergänzungsan: The Atheist Delusion Movie (2016) HD.




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