भूकंप की नई गणना उनके संभावित विनाश का अनुमान लगाती है

पिनबॉल फाल्ट स्लाइड मॉडल एवलांच गणित से तकनीक पर ले जाता है




1999 में वहां आए 7.7 तीव्रता के भूकंप के बाद कई दिनों और हफ्तों तक बार-बार ताइवान के केंद्र को हिलाकर रख दिया। नया भूकंप मॉडल इन झटकों की भिन्नता को समझाने में सक्षम था।

जब कोई गलती होती है , तो यह विभिन्न भूकंपीय तरंगों के पूरे अनुक्रम को उत्पन्न करता है। कम आवृत्ति की लंबी तरंगें स्रोत से बड़ी दूरी पर फैल सकती हैं और ऊंची इमारतों जैसे गगनचुंबी इमारतों को बहा सकती हैं। उच्च-आवृत्ति तरंगें पूरी तरह से घरों और पुलों को हिला देती हैं, और कभी-कभी उन्हें पूरी तरह से नष्ट कर देती हैं। अधिकांश पिछले पचास वर्षों के लिए, भूकंपवादियों ने माना है कि इन तरंगों का पूरा सेट घर्षण पैदा करता है जो तब होता है जब गलती होती है।

अब, ब्राउन विश्वविद्यालय के कुछ भूवैज्ञानिकों ने तरंगों की उत्पत्ति का अपना इतिहास दिया है। भूस्खलन और हिमस्खलन की गिनती से प्रेरित गणितीय मॉडल का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं का तर्क है कि ये विनाशकारी उच्च-आवृत्ति तरंगें स्लिप द्वारा ही उत्पन्न नहीं होती हैं, लेकिन गलती के अंदर होने वाली भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं द्वारा, एक पिनर गेम की याद ताजा करती हैं

"वे बहुत सुंदर हैं," एलिजाबेथ कोचरन , अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के एक भूकंपविज्ञानी ने कहा "यह निश्चित रूप से मुझे गलती का वर्णन करने के लिए नहीं हुआ होगा जैसा उन्होंने किया था।"

नए मॉडल, जो पिछले महीने जर्नल जियोफिजिकल रिसर्च लेटर्स में प्रकाशित हुआ है , को अभी भी भविष्य के भूकंपों में परीक्षण करने की आवश्यकता होगी कि यह देखने के लिए कि यह उनके गुणों की कितनी सटीक भविष्यवाणी करता है। हालांकि, अगर पुष्टि की जाती है, तो यह भूकंपों की विनाशकारी क्षमता की हमारी समझ को उलट देगा, और शायद जीवन को बचाने में मदद करेगा।

भूवैज्ञानिक पिनबॉल


भूकंप के पारंपरिक मॉडल के अनुसार, जब पृथ्वी की पपड़ी का एक खंड फिसलना और दूसरे के खिलाफ रगड़ना शुरू होता है, तो उनके बीच घर्षण से भूकंपीय तरंगें उत्पन्न होती हैं। सीस्मोलॉजिस्ट इन मॉडलों की सादगी को गलती की रेखा के क्षेत्र में होने वाली वास्तविक प्रक्रियाओं की तुलना में पहचानते हैं। हालांकि, वे भूकंप की लहर सेट की कम आवृत्ति घटक का सटीक वर्णन करते हैं - भूकंप की तीव्रता और महत्वपूर्ण जानकारी का एक महत्वपूर्ण प्रारंभिक संकेतक।

हालांकि, पारंपरिक मॉडल भूकंप से उत्पन्न उच्च-आवृत्ति तरंगों की बड़ी संख्या की व्याख्या करने में सक्षम नहीं हैं, लुसिले ब्रुहट ने कहा पेरिस के हायर नॉर्मल स्कूल से भूकंप भौतिकी में एक विशेषज्ञ, जिन्होंने इस अध्ययन में भाग नहीं लिया। यह एक समस्या बन जाती है जब आप यह पता लगाने की कोशिश करते हैं कि कुछ दरारें अधिक हानिकारक क्यों हैं।

कोचरन का तर्क है कि पारंपरिक मॉडल इन उच्च आवृत्ति तरंगों को दोष दोलनों के साथ जोड़ते हैं - अप्रत्याशित दरार आंदोलनों, कभी-कभी उत्पन्न होने वाली, फिर क्षय। हालाँकि, क्रैकिंग की भौतिकी का अध्ययन करना बहुत मुश्किल है, इस तरह की धारणाओं की पुष्टि करना आसान नहीं है। "आप एक प्रयोगशाला में भूकंप नहीं ला सकते हैं," अमेरिकी अध्ययन में भाग नहीं लेने वाले अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के एक भूभौतिकीविद् रॉबर्ट ग्रेव्स ने कहा


पारंपरिक मॉडलों में, उच्च आवृत्ति तरंगें गलती दोलन से जुड़ी होती हैं - अप्रत्याशित दरार आंदोलनों, कभी-कभी उत्पन्न होती हैं, फिर भिगोना।
नया "पिनबॉल" मॉडल उच्च आवृत्ति तरंगों को उत्पन्न करते हुए, एक दूसरे के साथ विभिन्न पत्थरों के टकराने की बात करता है। पत्थरों का आकार कुछ मीटर व्यास से लेकर फुटबॉल मैदान तक भिन्न होता है।
कम आवृत्ति की लंबी लहरें स्रोत से लंबी दूरी की यात्रा कर सकती हैं और गगनचुंबी इमारतों की तरह ऊंची इमारतों को बहा सकती हैं।
उच्च-आवृत्ति तरंगें पूरी तरह से घरों और पुलों को हिला देती हैं, और कभी-कभी उन्हें पूरी तरह से नष्ट कर देती हैं।


इन तरंगों को बेहतर ढंग से समझने के लिए, विक्टर त्साई और ग्रेग हिर्थब्राउन यूनिवर्सिटी के दो भूवैज्ञानिकों ने मलबे के प्रवाह के गणित का अध्ययन किया - जब विभिन्न आकारों के पत्थर समय-समय पर एक-दूसरे से टकराते हैं। फिर उन्होंने इसे उभरते दोषों पर लागू किया। त्साई ने कहा, "फॉल्ट के अंदर ज्यादा खाली जगह नहीं है, इसलिए जो कुछ हो रहा है वह" बॉल से भरी पिनबॉल मशीन "की याद दिला रहा है।" बॉल्स विभिन्न आकारों के पत्थर हैं, जो कई मीटर व्यास से लेकर फुटबॉल मैदान तक हैं।

जब त्साई और हर्ट ने इस भीड़ को पारंपरिक मॉडल में जोड़ा, तो परिणामस्वरूप संयोजन ने कम आवृत्ति तरंगों और उनके उच्च-आवृत्ति समकक्षों का वर्णन किया।

कुछ हद तक, पिनबॉल तंत्र को पारंपरिक विचारों का विस्तार माना जा सकता है जो दोषपूर्ण दीवारों पर स्थित प्रोट्रूशंस और गांठ उच्च आवृत्ति तरंगों के लिए जिम्मेदार हैं। हालांकि, त्साई और हिर्थ ने इस विचार को विकसित किया, एक विशेष पिनबॉल तंत्र विकसित किया, और इसका वर्णन करने वाले सटीक गणित का अध्ययन किया। उन्होंने इस धारणा को मूर्त और सत्य में बदल दिया। वे न केवल "अमूर्त विज्ञान को करने की कोशिश कर रहे हैं," ब्रूथ ने कहा। "वे वास्तव में एक भौतिक विचार का परीक्षण करने की कोशिश कर रहे हैं और देखें कि यह कैसे काम करता है।"

पत्थर और कठोर सतह


यह नया मॉडल लंबे समय से चली आ रही भूकंपीय पहेली को सुलझाने में मदद कर सकता है। उदाहरण के लिए, 1999 में, ताइवान 7.7 तीव्रता के घातक भूकंप से पीड़ित था। बार-बार लगने वाले झटकों के दौरान, फॉल्ट का कुछ हिस्सा फिर से फटा, और हर बार पृथ्वी एक ही दिशा में चली गई। हालाँकि, इन झटकों की तीव्रता किसी कारण से लगातार बदल रही थी।

पारंपरिक मॉडल इस तथ्य के लिए संतोषजनक स्पष्टीकरण प्रदान नहीं करते हैं। लेकिन नए "पिनबॉल" मॉडल के अनुसार, ये सभी दोहरावदार झटके इस तथ्य से संबंधित हैं कि एक ही आकार के "गेंदों" ने एक ही गलती बिंदु को मारा, जिससे पृथ्वी एक दिशा में आगे बढ़ गई। हालांकि, कुछ दोहरावदार झटके संभवतः अधिक से अधिक एक साथ हिट के परिणामस्वरूप हुए, यही वजह है कि उनका परिमाण अधिक था।

नया मॉडल यह भी समझा सकता है कि परिपक्व दोष पर भूकंप क्यों आते हैं - पुराने जो कई बार फिसल गए हैं - आमतौर पर ताजा दोषों पर एक ही परिमाण के भूकंप से कम नुकसान होता है। भूकंप के एक लंबे इतिहास के साथ पहली श्रेणी के भूकंप लगातार अपने बड़े टुकड़ों को जमीन पर रखते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कम टकराव होते हैं, और उत्पन्न उच्च आवृत्ति तरंगें कमजोर हो जाती हैं।

ग्रेव्स कहते हैं कि यदि मॉडल की पुष्टि की जाती है, तो वैज्ञानिक भविष्य के भूकंपों की विनाशकारी उच्च आवृत्ति तरंगों की भविष्यवाणी करने के लिए गलती से ज़ोन का अध्ययन कर सकते हैं और अपनी ज्यामिति का उपयोग कर सकते हैं। इसके अलावा, यह विचार दूसरी दिशा में भी काम कर सकता है: यदि मॉडल भूकंप के उच्च आवृत्ति घटक का अधिक सटीक विवरण देता है, तो वैज्ञानिकों को झटका के लिए जिम्मेदार ज्यामितीय गुणों को अधिक सटीक रूप से निर्धारित करने में सक्षम होने की संभावना है।

यह ताइवान में देखे गए भूकंपों के ऐसे कई और कैस्केड लेगा - साथ ही साथ परिपक्व और अपरिपक्व दोष दोनों से झटके - पुराने और नए मॉडल के सापेक्ष पेशेवरों और विपक्षों का आकलन करने के लिए। भूकंपविज्ञानी यह देखना चाहेंगे कि सतह पर प्राप्त होने वाली टिप्पणियों का कौन सा बेहतर वर्णन करता है।

हालांकि, नया मॉडल "निश्चित रूप से पेचीदा" दिखता है, ग्रेव्स ने कहा। "मुझे लगता है कि यह विश्वसनीय है और अतिरिक्त परीक्षणों के योग्य है।"

"मैं खुद तुरंत स्वीकार करता हूं कि कोई सबूत नहीं है कि यह मॉडल निश्चित रूप से सही है और पुराना निश्चित रूप से गलत है," त्सई ने कहा। हालांकि, यदि नए विचार उनकी श्रेष्ठता साबित करते हैं, तो यह भूकंपविज्ञानी को "भूकंप की उनकी समझ पर फिर से विचार करने" के लिए मजबूर करेगा।

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