Förkastningszoner spelar en nyckelroll för att forma deformationen av jordskorpan. Alla dessa zoner innehåller vätskor, som starkt påverkar hur jordbävningar sprider sig. I en artikel som publicerades idag i Naturkommunikation , Chiara Cornelio, en Ph.D. student vid EPFL:s Laboratory of Experimental Rock Mechanics (LEMR), visar hur viskositeten hos dessa vätskor direkt påverkar en jordbävnings intensitet. Efter att ha kört en serie laboratorietester och simuleringar, Cornelio utvecklade en fysisk modell för att exakt beräkna variabler som hur mycket energi en jordbävning behöver för att fortplanta sig – och, därför, dess kraft - enligt viskositeten hos vätskor under ytan.

Studien var en del av en bredare forskning om geotermiska energiprojekt, som, som andra underjordiska aktiviteter, kan utlösa jordbävningar - en process som kallas inducerad seismicitet, i motsats till naturlig seismicitet, där jordbävningar inträffar utan mänsklig inblandning.

"Utforskningsprojekt under ytan, till exempel geotermisk kraft, Injektionsbrunnar och gruvdrift involverar alla injicering av trycksatta vätskor i sprickor i berget, " förklarar Cornelio. "Studier som denna visar hur en bättre förståelse av vätskors egenskaper och effekter är avgörande för att förhindra eller dämpa inducerade jordbävningar. Företag bör inkludera dessa egenskaper i sitt tänkande, snarare än att enbart fokusera på volym- och trycköverväganden."

Som tvål

Cornelio körde 36 experiment, simulera jordbävningar av varierande intensitet, och sprider sig i olika hastigheter, i granit eller marmor, med vätskor med fyra olika viskositeter. Hennes fynd visade ett tydligt samband mellan vätskeviskositet och jordbävningsintensitet.

"Föreställ dig att dessa vätskor fungerar som tvål, minska friktionen mellan händerna när du tvättar dem, eller som oljan du sprejar på mekaniska delar för att få dem i rörelse igen, " förklarar Marie Violay, en biträdande professor och chef för LEMR. "Dessutom, naturligt förekommande jordbävningar producerar värme när de två plattorna gnuggar ihop. Den värmen smälter stenen, skapa en smörjfilm som får felet att glida ytterligare. Vår studie ger oss också en tydligare bild av hur den naturliga processen fungerar."