Les modèles de fusion des roches prédisent les origines mécaniques des tremblements de terre
Les chercheurs tordent des disques de roche les uns contre les autres sous de grandes quantités de pression à des vitesses élevées pour simuler ce qui se passe lors de tremblements de terre au niveau des lignes de faille. Les nouveaux modèles des ingénieurs de Duke sont les premiers à pouvoir reproduire avec précision la façon dont la quantité de friction diminue à mesure que la vitesse de glissement de la roche augmente et que la roche subit un changement de phase. Crédit :Giulio DiToro (Université de Padoue), Elena Spagnuolo et Stefano Aretusini (Institut national de géophysique et de volcanologie, Rome)
Des ingénieurs de l'Université Duke ont conçu un modèle capable de prédire les premiers comportements mécaniques et les origines d'un tremblement de terre dans plusieurs types de roches. Le modèle fournit de nouvelles informations sur les phénomènes inobservables qui se déroulent à des kilomètres sous la surface de la Terre sous des pressions et des températures incroyables, et pourrait aider les chercheurs à mieux prévoir les tremblements de terre - ou même, au moins théoriquement, tenter de les arrêter.
Les résultats paraissent en ligne le 17 janvier dans la revue Communication Nature .
« Les tremblements de terre prennent naissance le long de lignes de failles profondément souterraines où des conditions extrêmes peuvent provoquer des réactions chimiques et des transitions de phase qui affectent la friction entre les roches lorsqu'elles se déplacent les unes contre les autres, " a déclaré Hadrien Rattez, chercheur en génie civil et environnemental à Duke. "Notre modèle est le premier qui peut reproduire avec précision comment la quantité de friction diminue à mesure que la vitesse de glissement de la roche augmente et que tous ces phénomènes mécaniques se déclenchent."
Pendant trois décennies, des chercheurs ont construit des machines pour simuler les conditions d'une faille en poussant et en tordant deux disques de roche l'un contre l'autre. Ces expériences peuvent atteindre des pressions allant jusqu'à 1450 livres par pouce carré et des vitesses d'un mètre par seconde, qui sont les roches souterraines les plus rapides peuvent voyager. Pour un point de référence géologique, la plaque tectonique du Pacifique se déplace à environ 0,00000000073 mètres par seconde.
« En termes de mouvement au sol, ces vitesses d'un mètre par seconde sont incroyablement rapides, " a déclaré Manolis Veveakis, professeur assistant de génie civil et environnemental à Duke. "Et rappelez-vous que la friction est synonyme de résistance. Donc si la résistance tombe à zéro, l'objet se déplacera brusquement. C'est un tremblement de terre."