不是所有的礦物都一樣老化。

地震發(fā)生在地球外殼突然釋放出能量，導(dǎo)致地表震動(dòng)。它們是以芮氏地震規(guī)模(Richter scale)來(lái)測(cè)量的。基本上記錄震動(dòng)的程度是：震動(dòng)足以讓從屋瓦掉落，或者足夠完全破壞建筑物。

地震比火山爆發(fā)更難監(jiān)視，但有一些技術(shù)被使用；例如用雷射光束來(lái)偵測(cè)板塊運(yùn)動(dòng)，或是用地震儀來(lái)獲得地殼的震動(dòng)。

現(xiàn)在，由于新的研究，賓州大學(xué)(University of Pennsylvania)的科學(xué)家相信他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)地震為什么發(fā)生的一個(gè)新洞悉，有助于他們預(yù)測(cè)地震可能發(fā)生的地方。

他們的研究結(jié)果發(fā)表在物理評(píng)論通訊期刊(Physical Review Letters)。

老化奇聞呀 wwW.QiWENYa.cOM

考慮到材料彼此接觸的時(shí)間量，這一切都?xì)w結(jié)于一種稱為老化的現(xiàn)象。一般規(guī)則是材料接觸的時(shí)間越久，要移動(dòng)它們的力就越多。

這種抵抗運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象被稱為靜摩擦(static friction)，并且能夠在斷層建立。斷層線是地震發(fā)生的地方，如果它位于那里有很長(zhǎng)的時(shí)間。

研究作者之一，賓州大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的機(jī)械工程與應(yīng)用力學(xué)系系主任Robert Carpick在一份聲明中說(shuō)：“這種老化機(jī)制，對(duì)于引起斷層的不穩(wěn)定而導(dǎo)致地震，是非常重要的。”

一般來(lái)說(shuō)，斷層是分離地殼區(qū)塊的碎石薄區(qū)域。當(dāng)震動(dòng)發(fā)生時(shí)，斷層一側(cè)的巖石會(huì)垂直地、水平地、或是相對(duì)于另一側(cè)的一個(gè)角度滑動(dòng)。

斷層會(huì)隨著時(shí)間變得更強(qiáng)，能夠產(chǎn)生巨大程度的應(yīng)力。意味著當(dāng)它們移動(dòng)時(shí)，會(huì)有大量的能量被釋放，然后出現(xiàn)強(qiáng)大的地震。

Carpick說(shuō)：“如果沒(méi)有老化，那么斷層會(huì)很容易移動(dòng)，因此會(huì)更頻繁地發(fā)生相當(dāng)小的地震，或許甚至只是平順的移動(dòng)。”

“老化會(huì)導(dǎo)致不常見的大型地震發(fā)生，這種地震能夠是毀滅性的。”

降低規(guī)模

這個(gè)團(tuán)隊(duì)想要在比以前更小的規(guī)模上，從更實(shí)際(物理)的觀點(diǎn)來(lái)了解巖石的摩擦。

根據(jù)這項(xiàng)研究的另一位作者，賓州大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的研究生Kaiwen Tian表示，幾十年來(lái)，研究人員一直在研究斷層和老化，但是他們的理論和模型一直是不足的，因?yàn)樗麄円院暧^規(guī)模而不是奈米尺度來(lái)研究巖石。

說(shuō)清楚一點(diǎn)，宏觀規(guī)模觀察一個(gè)材料的樣本，像是一塊巖石；而奈米尺度則是研究一些原子。

從這個(gè)團(tuán)隊(duì)之前的研究中已經(jīng)知道，如果材料的接觸時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10倍，移動(dòng)它們所需的摩擦力就會(huì)增加一倍。

在這項(xiàng)新研究中，他們?cè)诓牧仙鲜┘硬煌牧α浚逵墒褂迷恿︼@微鏡，來(lái)看結(jié)合程度的變化。

Carpick在地板上放一塊木板來(lái)做比較，讓它坐在木板上一會(huì)兒，然后滑動(dòng)它，并測(cè)量要花多少力來(lái)移動(dòng)它。

基本上，摩擦力會(huì)隨著時(shí)間增加，因?yàn)楦嗟幕瘜W(xué)鍵有機(jī)會(huì)形成。

Carpick說(shuō)：“當(dāng)我們更用力推時(shí)，我們正在做的是增加頂端和樣品之間的接觸面積，導(dǎo)致摩擦隨著正常力增加。”

這個(gè)團(tuán)隊(duì)正在觀察甚至小于10分之1秒的時(shí)間尺度，以便于更佳了解一些化學(xué)鍵是如何容易形成，而其他則要花更長(zhǎng)的時(shí)間。

關(guān)于在接觸一開始時(shí)發(fā)生了什么事，這(化學(xué)鍵的增加)可以協(xié)助提供解釋，而且或許有一天，有助于預(yù)測(cè)地震將在何時(shí)和何地發(fā)生。

Carpick說(shuō)：“這項(xiàng)研究成果，讓我們對(duì)老化背后的機(jī)制有更重大的深刻理解。從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)來(lái)看，我們認(rèn)為這些洞察力有助于我們更佳能夠預(yù)測(cè)地震和其他摩擦現(xiàn)象。”

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