Vika hiipii on hidasta, jatkuvaa liukumista, joka voi tapahtua joissakin aktiivisissa viat ilman maanjäristystä. Kun ihmiset oppivat siitä, he ihmettelevät usein, voiko vian hiipuminen vähentää tulevia maanjäristyksiä tai pienentää niitä. Vastaus on "luultavasti ei", ja tämä artikkeli selittää miksi.
Creep-ehdot
Geologiassa "hiipiä" käytetään kuvaamaan kaikkia liikkeitä, joihin liittyy tasainen, asteittainen muodonmuutos. Maaperän ryömintä on nimi pehmeämmälle maanvyörymisen muodolle. Muodostumisprosessi tapahtuu mineraalijyvien sisällä kivet vääntyvät ja taittuvat. Vika hiipumista, jota kutsutaan myös aseismiseksi hiipimiseksi, tapahtuu maapallon pinnalla pienellä osalla vikoja.
Hiipivä käyttäytyminen tapahtuu kaikenlaisissa vioissa, mutta se on selvin ja helpointa visualisoida iskunpitoviat, jotka ovat pystysuoria halkeamia, joiden vastakkaiset puolet liikkuvat sivuttain suhteessa kumpaankin muut. Se luultavasti tapahtuu valtaisiin subduktioon liittyviin vikoihin, jotka aiheuttavat suurimmat maanjäristykset, mutta emme voi mitata niitä vedenalaisia liikkeitä riittävän hyvin, jotta voimme vielä kertoa niistä. Viruksen liike, mitattuna millimetreinä vuodessa, on hidas ja vakio ja johtuu lopulta levytektonikasta. Tektoniset liikkeet aiheuttavat voiman (
stressi) kallioilla, jotka reagoivat muodonmuutoksella (rasitus).Rasitus ja voima virheissä
Vika hiipii johtuu vedon käyttäytymisen eroista eri syvyyksissä vian yhteydessä.
Syvällä, vian kivet ovat niin kuumia ja pehmeitä, että vikapinnat venyvät vain toistensa ohitse kuin taffinen. Toisin sanoen kiviä kovetetaan sitkeästi, mikä lievittää jatkuvasti suurimman osan tektonisesta stressistä. Sulautumisvyöhykkeen yläpuolella, kivet muuttuvat muovautuvasta hauraaksi. Hauras vyöhykkeessä stressi kasvaa, kun kivet muotoutuvat elastisesti, ikään kuin ne olisivat jättiläisiä kumipaloja. Tämän tapahtuessa vian sivut lukitaan toisiinsa. Maanjäristykset tapahtuvat, kun haurat kivet vapauttavat tuon elastisen kannan ja palaavat takaisin rentoutuneeseen, hillitsemätöntä tilaansa. (Jos ymmärrät maanjäristykset "joustavana venytyksen vapautumisena hauras kivissä", sinulla on geofysiikan mielesi.)
Seuraava ainesosa tässä kuvassa on toinen voima, joka pitää vian lukittuna: kivien painon aiheuttama paine. Mitä suurempi tämä on litostaattinen paine, sitä enemmän rasitusta vika voi kertyä.
Creep pähkinäkuoressa
Nyt voimme ymmärtää vian hiipimisen: se tapahtuu lähellä pintaa, jossa litostaattinen paine on niin alhainen, että vika ei ole lukittu. Lukittujen ja lukitsemattomien vyöhykkeiden tasapainosta riippuen virumisen nopeus voi vaihdella. Siksi huolelliset vikavälityksen tutkimukset voivat antaa meille vinkkejä siitä, missä lukitut vyöhykkeet sijaitsevat alapuolella. Tästä saatamme saada johtolankoja siitä, kuinka tektoninen kanta kasvaa vian varrella, ja ehkä jopa voittaa jonkinlaisen käsityksen siitä, millaisia maanjäristyksiä saattaa olla tulossa.
Virumisen mittaus on monimutkainen taide, koska se tapahtuu lähellä pintaa. Kalifornian moniin lakko-liikavikoihin kuuluu useita, jotka hiipivät. Näihin kuuluvat Haywardin vika San Franciscon lahden itäpuolella, Calaverasin vika etelässä, hiipivä segmentti San Andreasin vikasta Kalifornian keskustassa ja osa Garlockin vikasta etelässä Kaliforniassa. (Hiipivät viat ovat kuitenkin yleensä harvinaisia.) Mittaukset tehdään toistuvilla tutkimuksilla pysyvien mallien mukaisesti merkit, jotka voivat olla yhtä yksinkertaisia kuin naularivi kadun päällysteessä tai yhtä yksityiskohtaisia kuin putkenlaskurit tunneleita. Useimmissa paikoissa viruminen nousee aina, kun myrskyjen kosteus tunkeutuu Kalifornian maaperään, mikä tarkoittaa talvisadetta.
Creepin vaikutus maanjäristyksiin
Päällä Haywardin vika, viruminen on enintään muutama millimetri vuodessa. Jopa maksimiarvo on vain murto-osa koko tektonisesta liikkeestä, ja matalit vyöhykkeet, jotka hiipivät, eivät koskaan kerää paljon rasitusenergiaa ensinnäkin. Siellä hiipivät vyöhykkeet ovat huomattavasti suuremmat kuin lukitun vyöhykkeen koko. Joten jos keskimäärin 200 vuoden välein odotettavissa oleva maanjäristys tapahtuu muutamaa vuotta myöhemmin, koska viruminen vähentää vähän rasitusta, kukaan ei osaa kertoa.
Hiipivä segmentti San Andreasin vika on epätavallista. Sille ei ole koskaan tapahtunut suuria maanjäristyksiä. Se on osa vikaa, noin 150 kilometriä pitkä, joka hiipii noin 28 millimetriä vuodessa ja näyttää olevan vain pieniä lukittuja alueita, jos niitä on. Miksi on tieteellinen palapeli? Tutkijat tarkastelevat muita tekijöitä, jotka saattavat voittaa vian täällä. Yksi tekijä voi olla runsaasti savea tai serpentiniittikiviä vikavyöhykkeellä. Toinen tekijä voi olla pohjavesi, joka on juuttunut sedimentin huokosiin. Ja vain tehdäksesi asioista hieman monimutkaisempia, voi olla, että viruminen on väliaikainen asia, rajoitetun ajan kuluessa maanjäristysjakson alkuosaan. Vaikka tutkijat ovat pitkään ajatelleet, että hiipivä osa voi estää suurten murtumien leviämisen sen yli, viimeaikaiset tutkimukset ovat asettaneet tämän epäilykseen.
SAFOD-porausprojekti onnistui näytteenottamaan kalliota suoraan San Andreasin vikaan sen hiipivillä osilla, melkein 3 kilometrin syvyydessä. Kun ytimet paljastettiin ensimmäisen kerran, serpentiniitin läsnäolo oli ilmeinen. Mutta laboratoriossa ydinmateriaalin korkeapainekokeet osoittivat, että se oli erittäin heikko saponiitin nimisen savimineraalin takia. Sponiitti muodostaa serpentiniitin, joka kohtaa tavalliset sedimenttikivet ja reagoi niiden kanssa. Savi on erittäin tehokas huokosveden pidättämisessä. Joten, kuten maatieteessä usein tapahtuu, kaikki näyttävät olevan oikeassa.