Ein Ingenieurprofessor der UC San Diego Jacobs School of Engineering, Xanthippi Markenscoff, löste ein Rätsel in Bezug auf tiefe Erdbeben, das die wissenschaftliche Gemeinschaft seit ihrer ersten Entdeckung in den 1920er Jahren verblüfft hat. Zeitschrift für Mechanik und Physik von Festkörpern .
Wissenschaftler entdeckten in den 1920er Jahren ein mysteriöses Phänomen, das weit unter der Erdkruste auftrat: Erdbeben treten in Regionen auf, in denen sie nach neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen nicht möglich sein sollten.
Die mysteriösen Erdbeben haben einen Ursprung zwischen 400 und 700 Kilometern unter der Erdoberfläche und wurden mit einer Stärke von bis zu 8,3 auf der Richterskala aufgezeichnet.
Unter dem Begriff "Erdbeben mit tiefem Fokus" wurden die mysteriösen tiefen Erdbeben, die unter unglaublich hohen Druckbedingungen im Erdmantel entstehen, erstmals 1929 entdeckt.
Wissenschaftler hatten zuvor vermutet, dass die Hochdruckumgebung tief unter der Erdoberfläche eine Implosion verursachen und zu tiefen Erdbeben führen könnte. Sie konnten jedoch keine ausreichenden Beweise finden, um die Theorie zu stützen.
Der Ursprung von Erdbeben mit tiefem Fokus
In ihrer neuen Studie bietet Markenscoff eine neue Lösung für die Erdbeben mit tiefem Fokus sowie zahlreiche Belege, die über Computermodelle bereitgestellt werden.
Fortschrittliche Technologien haben in den letzten Jahren zunehmend eine Rolle beim Verständnis von Erdbeben gespielt - ein Stanford AI-Erkennungssystem könnte zum Beispiel verwendet werden, um Erdbeben in der Zukunft vorherzusagen. Die Europäische Weltraumorganisation GOCE-Satellitenmission hat inzwischen genaue schwerkraftbasierte Messungen des oberen Erdmantels und der Erdkruste geliefert.
Markenscoffs Studie basiert auf der Tatsache, dass die Hochdruckumgebung 400-700 Kilometer unter der Erdoberfläche bekanntermaßen dazu führt, dass sich Olivingestein in eine dichtere Gesteinsart namens Spinell verwandelt - ein Prozess, der etwas dazu führtähnelt der Umwandlung von Kohle in Diamant unter immensem Druck.
Die Umwandlung von Gestein in Spinell führt aufgrund der Hochdruckumgebung zu einer Verringerung des Gesteinsvolumens. Dieser sogenannte "Volumenkollaps" ist mit Transformationsfehlern verbunden, die als Hauptursache für Tiefen- dargestellt werden.Fokus Erdbeben in Markenscoffs Artikel.
Mit mathematischen Modellen und Simulationen gelangte Markensoff zu dem Schluss, dass Erdbeben mit tiefem Fokus aufgrund der Auswirkungen des hohen Drucks in Kombination mit der Volumenverschiebung während des "Volumenkollapses" auftreten.
Auf die Frage, wie sie sich zu ihren bahnbrechenden Erkenntnissen fühle, sagte Markenscoff " Ich habe das Gefühl, mit der Natur verbunden zu sein. Ich habe die Schönheit der Funktionsweise der Natur entdeckt. "
"Es ist das erste Mal in meinem Leben. Bevor es einen kleinen Schritt auf die Schritte eines anderen machte. Ich fühlte diese immense Freude", erklärte sie in a Pressemitteilung von UC San Diego .
Die neue Studie erweitert ein wachsendes Forschungsfeld zu den Auswirkungen, Ursprüngen und Auswirkungen von Erdbeben, die von Computersimulationen durchgeführt werden, einschließlich eines auf dem schnellsten Supercomputer der Welt , Fugaku.