|
آغاز و انتشار گسل
هنگامی به یک سنگ شکننده فشار وارد می‌شود، پیش از شکسته شدن آثار معینی از استرین در آن پدیدار می‌شود. این آثار در پیش‌بینی استرین اهمیت دارد. استرین اولیه ، الاستیک است اما هنگامی که تنش برشی به اندازه تقریبا نیمی از مقاومت برشی می‌رسد، سنگ مقداری استرین دائمی نشان می‌دهد که از باز شدن و انتشار ترک‌های ریز در ناحیه استرین بیشینه ناشی می‌شود که سرانجام در آن حرکت گسل رخ می‌دهد. شدت این شکستگیهای ریز با نزدیک شدن به مقاومت برشی افزایش می‌یابد. باز شدگی ترکها موجب افزایش حجم و یا اتساع در سنگ می‌شود که با افزایش میزان ، مایعات بر اثر مهاجرت آب زیرزمینی به دورن ترکها مرتبط است.صعود فشار آب منفذی تاثیر بسزایی در ضعیف شدن سنگ دارد. نرخ انتشار شکستگیهای ریز ، عاملی بحرانی در تعیین زمان و رخداد شکستگی ( و زمین لرزه حاصل ) است. اثر فشار آب منفذی به انجام تجربه‌هایی در میدان نفتی رنجلی در کلرادو غربی منجر شده است، جایی که با پمپ کردن آب به درون یک زون گسلی ، فعالیت زمین لرزه‌ای بطور مصنوعی افزایش داده شده پیشنهاد شده است که با تولید زمین لرزه‌هایی کوچک با این روش می‌توان از زمین لرزه‌های بزرگ و مخرب جلوگیری کرده بنابراین رهایی تنش را به صورت امن‌تری فراهم کرد.
| |
تشخیص زمین لرزه‌های قریب الوقوع
در ارتباط با تغییرات بالا چندین پدیده وجود دارد که می‌توان آنها را برای پیش‌بینی زمین لرزه‌ها بکار گرفت. اتساع سنگ با کاهش سرعت امواج p ـ لرزه‌ای و همچنین با بالا آمدگی زمین در پیرامون ناحیه گسل همراه است. تغییر دیگری که دیده شده افزایش مقدار گاز رادن ( یک گاز بی‌اثر ) در اتمسفر است که احتمالا به دلیل آزاد شدن آن در طول فرآیند تشکیل شکستگیهای ریز است. همه این تغییرات در هنگام دگردیسی سریع ، معکوس بوده و به زمین لرزه می‌انجامد. سرانجام به نظر می‌رسد همه زمین لرزه‌های بزرگ به دنبال تکانهای کوچک روی می‌دهد که درست پیش از رخداد زمین لرزه اصلی تناوب آنها افزایش می‌یابد.روش حرکت گسل
هنگامی که یک صفحه گسل شکل می‌گیرد، آثار استرین بعدی بخشی به صورت حرکات بسیار سریع (لغزش) در طول صفحه گسل و بخشی به صورت حرکات کند، قابل قیاس با استرین‌های پیش از شکستگی است. حرکات اول لرزه‌ای بوده با نرخ جابجایی نزدیک به یک متر در ثاینه ، در حالی که حرکت بعدی غیر لرزه‌ای با سرعتی نزدیک به چند سانتیمتر در سال است. همانند دیگر حرکتهای غیر لرزه‌ای پوسته ، فقط بخش محدودی از یک گسل بزرگ در رویدادی ویژه از لغزش لرزه‌ای مشارکت داشته و جابجایی لغزش به تدریج در دو انتهای گسل محو و نابود می‌شود.بنابراین هر بخشی از صفحه گسل پریودهای کوتاهی از لغزش سریع لرزه‌ای را نشان می‌دهد که با پریودهای طولانی که شکستگی غیر فعال است، جدا می‌شود. این فشار « لغزش گیرکرده » نامیده می‌شود و شاخص نواحی از عمق 4 تا 15 کیلومتر است که کانون زمین لرزه‌های تولید شده از گسلش در آن واقع می‌شود. بالای عمق 4 کیلومتر لغزش پایدار روی می‌دهد، زیرا تنش فشار اجسام روی سطح گسل اندک است. در زیر عمق 10 کیلومتر به دلیل افزایش در فشار همه جانبه انتقالی به دگردیسی شکل پذیرتر وجود دارد.
| |
میدان ثانوی تنش‌ها
فرآیند گسلش با آزاد شدن موضعی تنش در زون استرین یافته و حرکت عرضی بلوکهای سنگی در طول گسل موجب تعدیل میدان تنش‌ها می‌شود که حرکات بعدی گسل را متاثر می‌کند. میدان فرعی تنش‌ها بویژه در پیرامون یک خط لغزش فعال اهمیت دارد.حل مکانیزم کانونی زمین لرزه
جهت‌گیری صفحه گسل‌ها و جهت جابجایی در طول آنها را ممکن است در شرایط مساعد ، از یک روش لرزه نگاری به نام « مطالعه اولین حرکت» تعیین کرد. این روش در تعیین منشا زمین لرزه‌های مرتبط با گسلهای مدفون (پنهان) ، بویژه در اقیانوسها مفید بوده و ثابت کرده است که با کمک تعیین حرکات نسبی صفحات سنگ کره‌ای در تدوین نظریه تکتونیک صفحه‌ای بسیار اهمیت دارد. اگر زمین لرزه‌ای بوسیله جابجایی برش در طول بخشی از صفحه گسل منشا گیرد، صفحه عمود بر بردار جابجایی گسل و صفحه وسط بخش جابجا شده (صفحه کمکی) نواحی تحت فشار را از نواحی تحت کشش جدا خواهد کرد.از آنجا که حرکات در طرفین گسل در جهات مخالف هم است، این نواحی در ربع‌های متقابل خواهد بود. الگوی فشارش و اتساع در امواج لرزه‌ای که از منبع زمین لرزه بطور شعاعی منتشر می‌شود، حفظ می‌گردد و فاز امواج اولیه دریافت شده در ایستگاهها لرزه نگاری بازتاب منبع آن است. بنابراین اگر ایستگاههای لرزه نگاری به تعداد کافی در جهات گوناگون از زمین لرزه موجود باشد جهت‌گیری صفحات جدا کننده ربع‌های تحت فشار و تحت کشش قابل تعیین است. یکی از این صفحات صفحه گسل و دیگری صفحه کمکی است. از مطالعه اولین حرکت به تنهایی نمی‌توان تعیین کرد که کدام یک از این دو صفحه ، گسل خواهد بود.