مدل عددی تکتونیک کششی در تخمین تنش مورد نیاز ریزش بلوک ها در گسل های نرمال
محل انتشار: فصلنامه پژوهش های دانش زمین، دوره: 15، شماره: 4
سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 100
فایل این مقاله در 14 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
این مقاله در بخشهای موضوعی زیر دسته بندی شده است:
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_ESRJ-15-4_005
تاریخ نمایه سازی: 13 آذر 1403
چکیده مقاله:
مقدمه زمینلرزههای گرانشی متاثر از تکتونیک کششی در پوسته هستند که برخلاف سازوکارهای امتدادلغز و فشاری که انرژی الاستیک بر گرانش غلبه دارد، گرانش مسئول ریزش گسلی فرادیواره و رخداد زمینلرزه است. بنابراین گسیل انرژی بصورت امواج الاستیک پس از دوره بینلرزهای، در گسلش نرمال، متفاوت از دیگر سازوکارهای گسلی است. با افزایش حجم تودهی درگیر و نیز شیب گسل نرمال، جابجایی عمودی بزرگتر میشود که منجر به انرژی لرزهای آزاد شده بزرگتر خواهد شد. در نتیجه، بزرگای زمینلرزه بیشتر میشود. هرچند بهطور معمول، زاویه شیب فعال شدن گسلهای نرمال در حدود ۶۰ درجه در نظر گرفته میشود، اما اگر اصطکاک داخلی سنگ کم باشد، میزان شیب کمتری مورد انتظار است. بنابراین در این شرایط انرژی گرانشی آزاد شده توانایی گسیل انرژی لرزه ای زیاد را نخواهد داشت. نمونههای طبیعی از مدل عددی در این مطالعه میتواند منطبق بر موقعیتهای ژئودینامیکی باشد که با فعالیت گسترده گسل کششی و زمینلرزههای مرتبط مشخص میشود. افزون بر این، بحث تقسیم انرژی در زمینلرزهها مطرح است و انرژی پتانسیل ذخیره شده توسط حجم درگیر در طول ریزش هملرزه با انرژی استنتاج شده از بزرگای زمینلرزه قابل مقایسه و تحلیل است. صرف نظر از منشا زمینلرزه (الاستیک یا گرانشی)، انرژی پتانسیل محاسبه میشود که نشان میدهد در تخصیص انرژی، انرژی موجود نسبت به انرژی آزاد شده توسط امواج زمینلرزه چه نسبتی دارد. بنابراین گسیل انرژی توسط سایر پدیدههای زمینشناسی (گرمایش برشی، شار حرارتی و مهمتر از همه شکستگی)، مطابق با مطالعات پیشین میتواند مطرح شود. در این تحقیق، تخمین تنش مورد نیاز برای وقوع ریزش بلوکها در گسلهای نرمال از طریق مدلسازی بلوک دولایهای با شرایط پوسته فوقانی شکننده بررسی شده است. لذا نازک شدگی پوسته پایینی در طول دورههای ثابت بینلرزهای در نظر گرفته شده است و بنابراین در کنار محیط کششی، تغییر شکل پیوسته برشی نیز اعمال شده است. با دانستن نرخ کشش در مرحله بینلرزهای، تنش لازم برای گسیختگی تمام ضخامت پوسته شکننده مورد آزمون، تخمین زده میشود. مواد و روشها در این مقاله در ادامه کار دوگلیونی (Doglioni, ۲۰۱۵)، با فرض انتقال تغییر شکل ثابت پوسته پایینی شکل پذیر به سمت بالا ولی ویژگیهای متفاوت مواد سنگی و محدودهی شکننده توسط اتساع در یک گوه ی مزدوج با گسل نرمال فعال اصلی، از طریق مدلسازی بلوک شامل دولایه ساده با شرایط پوسته فوقانی شکننده، رفتار گسلها بررسی شد. به منظور آزمایش مدل لرزه ای، مدل سازی دینامیکی اجزاء محدود با استفاده از نرم افزار کامسول انجام شده است. در اینجا به طور ویژه بر روی سقوط هملرزه فرادیواره تمرکز شده است و زوایای شیب گسلهای مختلف اتخاذ شدهاند. مدل دینامیکی اجزاء محدود در این مطالعه که بهمنظور سقوط هملرزه فرادیواره متمرکز است، از تقریب کرنش صفحه دوبعدی و رئولوژی الاستیک مدل دوگلیونی (Doglioni, ۲۰۱۵) با ویژگیهای شخصی سازی شده واحدهای شکننده رسوبی (مدول یانگ: ۴.۵e+۱۰ Pa؛ نسبت پواسون: ۰.۱۵) بهره میبرد. دادههای بیشتر مدل در جدول ۱ ارائه شده است. این مدل ۳۰ کیلومتر عمق و ۱۰۰ کیلومتر عرض دارد و در دو قسمت متمایز توسط گسلهای نرمال جدا شده است. شبکه اجزاء محدود از عناصر لاگرانژ خطی مثلثی ساخته شده است. گرانش به عنوان نیروی تنهای به همه عناصر با فرض چگالی ثابت (۲۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب) و شتاب گرانش (۹.۸۱m∙s-۲) اعمال میشود. رفتار گسل به صورت یک بدنه تماس (جفتهای تماسی) مدل سازی می شود که در مکان و زمان، متفاوت است (حالت قفل یا باز). بحث و نتایج در مطالعه حاضر، ترتیب المانهای مدل مبتنی بر یک شبکه غیرساختاری بهگونهای است تا بتوان از تاثیرگذاری ساختار ماتریس های اسپارس بر عملکرد عملیات جبر خطی جلوگیری کرد. در حالی که پوسته پایینی به طور پیوسته دارای رفتار برشی است، پوسته بالایی شکننده قفل میشود و بنابر نتیجه کار، یک گوه انبساطی تصور میشود که عرض این مثلث در اینجا به صورت فرضی به گونهای تصویر شده است که بر یک بخش آنتی تتیک نسبت به گسل قفل شده که حدود دارای ۵/۳ کیلومتر ضخامت است، تاثیر کند. با نازک شدگی پوسته پایینی شکلپذیر توسط جریان ویسکوز در طول دوره ثابت بینلرزهای، زون انتقال شکننده-شکلپذیر (BDT) با یک گرادیان فشار مشخص میشود در حالی که پوسته پایینی ویسکوز-پلاستیک، تغییر شکل پیوسته برشی نشان میدهد. نتیجهگیری برش پیوسته در پوسته پایینی مدل اجزاء محدود، نشان دهنده قفل شدن پوسته بالایی شکننده در مرحله بینلرزهای از یک چرخه لرزهای است. با اعمال کشش ۲ میلیمتر/سال در مرحله بینلرزهای، پوسته شکننده با ضخامت حدود ۱۲ کیلومتر به حدود ۱۶۰ مگاپاسکال نیاز دارد تا تحت کشش گسیخته شود. بنابراین، با افزایش لغزش تجمعی از مرز دو لایه یعنی BDT به سمت شوک اصلی، ۵۰ درصد شکستگیهای حاصل از دوره بینلرزهای دوباره بسته (ریکاوری) میشوند. با توجه به سرعت کمتر کشش در مدل حاضر نسبت به مدلهای پیشین، اختلاف نتیجه تنش مورد نیاز برای شکست پوسته شکننده میتواند ارتباط معنا داری با نرخ کشش داشته باشد.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
پویا صادقی فرشباف
گروه میراث طبیعی، پژوهشکده گردشگری، پژوهشگاه میراث فرهنگی و گردشگری، تهران، ایران
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :