Teoria rebotului elastic

Defecțiunea San Andreas din Câmpia Carrizo din California Central.

În seismologie , teoria rebotei elastice (Elastic-rebound theory în engleză) este un model geofizician capabil să explice dinamica cutremurelor care apar pentru acțiuni tectonice . ^[1]

Istorie

Adevăratele cauze ale cutremurelor au fost descoperite doar în jurul anilor 1920 ; de fapt unele popoare antice credeau că fenomenele seismice erau cauzate de mișcările animalelor pe care se sprijinea pământul. Grecii au fost primii care au încercat o explicație non-mistică a fenomenului. Aristotel, de exemplu, credea că cutremurele au fost cauzate de vântul subteran care aprinde materialul combustibil .

După marele cutremur din San Francisco din 1906 , grație măsurătorilor geodezice efectuate înainte și după cutremur, Harry Fielding Reid (geofizician american, 1859 - 1944 ) a enunțat teoria reacției elastice. ^[2] ^[3]

Măsurătorile au dovedit, de fapt, că pereții opuși ai falei Sant'Andrea se mișcau încet în direcții opuse unul față de celălalt din cauza forțelor tectonice enorme. Această mișcare foarte lentă provoacă acumularea de energie elastică și tensiuni în apropierea defectului .

Descriere

Modelul elastic de recuperare ia în considerare masa de rocă afectată de evenimentul seismic caracterizată printr-un comportament elastic după deformare datorită unei solicitări ca în cazul unui arc : după o rupere a echilibrului mecanic și revenirea bruscă a maselor la un nou condiția de echilibru permanent, energia elastică acumulată în timpul deformării este eliberată parțial sub formă de căldură prin frecare de -a lungul suprafeței defectului , parțial sub formă de energie cinetică, adică vibrații violente sau oscilații ale scoarței terestre la punctul de rupere. ^[3]

Aceste vibrații se propagă ca unde seismice în toate direcțiile, începând de la hipocentru , dând naștere cutremurului la suprafață. Cu cât energia eliberată este mai mare, cu atât vibrațiile produse sunt mai violente, cu atât mai mult timp este necesar ca masa de rocă să revină la un echilibru stabil și cu atât cutremurul va fi mai lung. Trebuie remarcat faptul că rocile afectate de deformare nu efectuează reacția elastică într-un mod uniform, atât temporal (restituirea elastică poate dura de la câteva secunde până la ani), cât și în spațiu dată fiind variația reologică a rocilor supuse deformării . Restituirea elastică a energiei poate fi atât de lentă încât să dea naștere unei alunecări aseismice. ^[3]

Șablon

Schema reacției elastice

Pentru a înțelege acest mecanism ne putem gândi, de exemplu, la un drum (văzut de sus în figură), cu o direcție transversală la defect.

Instantul 1: la început există o situație de liniște, în care nu acționează nicio forță anume.
Instant 2: datorită eforturilor tectonice , partea stângă se mișcă încet în sus, în timp ce partea dreaptă se mișcă încet în jos (săgeți negre). În această fază, drumul nu se schimbă în zona centrală de lângă defect , din cauza fricțiunii care există în el. Aici, totuși, eforturile în creștere se acumulează treptat în zona de avarie.
Instantul 3: în cele din urmă, tensiunile asociate acestor deformări depășesc forțele de frecare ale rocii, provocând o schimbare bruscă a celor două părți ale drumului aproape de defect una față de cealaltă. În cele din urmă, vor fi deplasați unul față de celălalt, așa cum se arată în figură.

Prin urmare, fenomenul poate fi împărțit în două faze ulterioare:

faza presismică: deformările sunt lente și există acumulare de energie;
faza cosismică (sau revenire elastică): există o mișcare cu deformări bruște și o puternică eliberare de energie care dau viață undelor seismice ale cutremurului așa cum este simțit de fapt.

Notă

^ Claudio Polticelli, Glossary of Earth Sciences , Alpha Test, 2004, p. 152, ISBN 978-88-483-0561-7 . Adus la 30 iunie 2012 .
^ Reid, HF, Mecanica cutremurului, Cutremurul din California din 18 aprilie 1906 , Raportul Comisiei de Investigații de Stat, Vol. 2, Instituția Carnegie din Washington, Washington, DC 1910
^ ^a ^b ^c Giuseppe Tedesco, Introducere în studiul cutremurelor , Alpha Test, 2005, pp. 143–144, ISBN 978-88-483-0629-4 . Adus la 30 iunie 2012 .