大地震を研究するために研究室でどのようにして小さな地震を起こしたのか

山、地殻断層、実験室にある砂の山の共通点は何でしょうか?あなたが思っている以上に。なぜなら、一部のオランダの物理学者が実証したように、小さな揺れでも地面を「液状化」させ、小規模地震を引き起こすには十分だからだ。地震の際に地殻内で何が起こるかを小規模ながら完全に再現する現象。そしてそれは、これらの壊滅的な出来事を予測し、対処する方法をよりよく理解するのに役立つ可能性があります。しかし、順番に進めていきましょう。

穀物の山

すべては研究者の直感から始まります カスラ・ファライン e ダニエル・ボン アムステルダム大学の博士。彼らのアイデアは明確です。人間の髪の毛の直径ほどの小さな球の薄い層を使用して、急な山の斜面や地殻断層に沿って発生する状況を実験室で再現します。

なぜ立派な石の塊ではなく穀物を使うのでしょうか?なぜなら、研究者らが研究で説明しているように、 ここであなたにリンクします、私たちが踏む地面は完全な固体からは程遠いです。実際、それは砂粒であれ石の破片であれ、むしろ無秩序な顆粒の塊に似ています。そして、同じことが構造プレートがぶつかる深い断層にも当てはまります。つまり、地震がどのように引き起こされるかを理解するには、基礎、つまり粒子から始めるのが良いのです。

断層の上で踊る: 実験室で起こる地震

研究者らは、粒子の表面に押し付けられ、一定の速度でゆっくりと回転する円盤を使用して、急な斜面や断層に沿って蓄積される力を実験室でシミュレートしました。次に、実験装置の隣でボールを（文字通り）単純に弾ませるだけで、小さな地震波が発生しました。結果？実際の地震と同じように、粒子が滑り始め、再配置され始めました。

しかし、本当に驚いたのは、研究者らが穀物の「ダンス」を詳細に分析したときだった。 実際、ほんの一瞬の間、これらは固体というよりも液体のように動作し、摩擦を失い、互いの上を滑ります。地震波が通過した後にのみ、摩擦が再び感じられ、粒子は再びくっつきますが、形状は異なります。

試験管から地殻まで

確かに、あなたは反対するかもしれません、それはすべて非常に興味深いものですが、研究室で踊る小さな砂の山はそれと何の関係があるのでしょうか？ 実際の地震で?想像以上に。研究者らが説明しているように、地震現象は「スケール不変」の法則に従うからです。つまり、小さな粒子を扱う場合でも、数キロメートルにわたる断層全体を扱う場合でも、基本的な物理学は同じです。

同僚の足音から地震波まで

この研究の話には皮肉な側面もあります。実際、当初、Farain の実験装置は、正確な測定に必要な高度な防振システムを一切備えずに、単純なテーブルの上に置かれていました。結果？歩くことからドアを閉めるまで、同僚のわずかな動きさえも実験に影響を与えました。可哀想なファランにとっては大きな頭痛の種であり、ソフトなステップと穏やかなクロージングを懇願せざるを得ません。

しかし、ご存知のとおり、煩わしさがチャンスに変わることもあります。 同僚の動きが自分の装置にどのように影響するかに触発され、ファランは動作中の物理学を調査し始めました。そして、最終的に振動が最適化されたテーブルを手に入れた後でも、制御された騒音を発生させてその影響を研究するために、スピーカーを持って研究室に戻らずにはいられませんでした。

実験室で起こる小さな地震のおかげで、地球はより予測可能になるでしょうか?

はい、私はカンピ・フレグレイに住んでいます。 この研究は、地震に対する私たちの理解と地震を予測する能力に非常に深刻な影響を与える可能性があります。次の「大きな地震」がいつ、どこで起こるかを確実に予測できるようになるにはまだ程遠いですが、たとえ小さな外乱がどのようにして地震イベントを引き起こす可能性があるかをより深く理解することは、その方向への基本的な一歩となります。

おそらく将来の世代は、自然の最も破壊的な現象の 1 つに対する私たちの闘いにおけるターニングポイントとしてこれらの実験を振り返るでしょう。今日私たちが天体の落下に関するガリレオの実験や、惑星の軌道上でのニュートンの実験をどのように見るかに少し似ています。なぜなら、最も革新的な科学でさえ、時には単純な砂の山から始まるからです。あるいは、テーブルの前を通るときに少し足を踏みすぎた同僚から。