Earthquake cycle
ભૂકંપ ચક્ર એ ઘટનાનો ઉલ્લેખ કરે છે કે સતત તણાવ સંચય અને સમયાંતરે તણાવ મુક્ત થવાના પરિણામે એક જ ખામી પર વારંવાર ભૂકંપ આવે છે. ભૂકંપ ચક્ર સબડક્શન ઝોન અને ખંડીય ખામી સહિત વિવિધ ખામીઓ પર થઇ શકે છે. ભૂકંપના કદના આધારે, ભૂકંપનું ચક્ર દાયકાઓ, સદીઓ અથવા તેનાથી વધુ સમય સુધી ટકી શકે છે. સેન એન્ડ્રિયાસ ફોલ્ટનો પાર્કફિલ્ડ ભાગ એક જાણીતું ઉદાહરણ છે જ્યાં સમાન રીતે સ્થિત M6 ભૂકંપ દર 30-40 વર્ષમાં નોંધવામાં આવ્યા છે. હેરી એફ. રીડે 1906ના સાન ફ્રાન્સિસ્કો ભૂકંપના સપાટીના ભંગાણના રેકોર્ડના આધારે 1910માં સ્થિતિસ્થાપક-પુનરાવર્તિત સિદ્ધાંતની દરખાસ્ત કર્યા પછી, અને સંચિત ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય માહિતીએ પ્લેટની ગતિથી સતત તણાવનું ભારણ દર્શાવ્યું, વીસમી સદીના અંતમાં "ચક્રીય" ભૂકંપની પુનઃ-ઘટનાનો સિદ્ધાંત રચાવા લાગ્યો. તણાવ સંચય અને સ્થિતિસ્થાપક રિબાઉન્ડ ભૂકંપ-ચક્ર સિદ્ધાંત તણાવ-સંચય પૂર્વધારણા અને સ્થિતિસ્થાપક-રિબાઉન્ડ સિદ્ધાંતને જોડે છે. સંપૂર્ણ ભૂકંપ ચક્રને આંતરસ્ફીતિક, પૂર્વસ્ફીતિક, ભૂકંપ પછીના અને ભૂકંપ પછીના સમયગાળામાં વિભાજિત કરી શકાય છે. આંતરછેદના સમયગાળા દરમિયાન, પ્લેટની ગતિને કારણે બંધ ખામી પર તણાવ એકઠા થાય છે. ધરતીકંપ પહેલાના સમયગાળામાં, આ તણાવ ભંગાણની મર્યાદાની નજીક પહોંચી રહ્યો છે, અને કેટલાક ભૂકંપના પૂર્વગામીઓ આવી શકે છે. જ્યારે આ તણાવ આખરે ભંગાણની મર્યાદાને વટાવી જશે, ત્યારે ખામી આગળ વધવાનું શરૂ કરશે અને બંને પક્ષો તેમની અગાઉની સ્થિતિ પર પાછા ફરશે, ભૂકંપ દ્વારા તેમના સંચિત તણાવને મુક્ત કરશે. ધરતીકંપ પછીના સમયગાળા દરમિયાન, પુનઃવિતરણ તણાવને કારણે ખામીના અન્ય ભાગોમાં છૂટછાટ આફ્ટરસ્લિપનું કારણ બની શકે છે. કારણ કે પૃથ્વીની પ્લેટની હિલચાલ સતત ખામી પર ભાર મૂકે છે, આ ચક્રનું પુનરાવર્તન થવાની સંભાવના છે. સ્પ્રિંગ-સ્લાઇડર મોડેલ સરળ સ્પ્રિંગ-સ્લાઇડર કપલિંગ મોડેલ ભૂકંપના ચક્રની પુનરાવૃત્તિને સમજાવવામાં મદદ કરે છે. આધાર એ છે કે ખરબચડી સપાટીના સંપર્કમાં રહેલા સ્થિર બ્લોકને એક સ્પ્રિંગ દ્વારા ખેંચવામાં આવે છે જે સતત વેગથી ખેંચાય છે. આ પ્રક્રિયા વસંતઋતુમાં સતત તણાવનું કારણ બને છે. એકવાર ખેંચાણ બળ સ્થિર ઘર્ષણ મર્યાદા f (0) ને વટાવી જાય, પછી બ્લોક જમીનની સપાટી પર સરકી જશે. ધારો કે ગતિવિષયક ઘર્ષણ સ્થિર ઘર્ષણ કરતાં નાનું છે, બ્લોકની પ્રારંભિક હિલચાલ અસ્થિર છે, જે ફોલ્ટ ભંગાણની સમકક્ષ છે. એકવાર બ્લોક નવા સ્થાન પર આરામ કરવા માટે આવે છે, ત્યારે તણાવ ફરીથી એકઠા થવા લાગે છે. સ્પ્રિંગ-સ્લાઇડર મોડેલોની જોડીદાર પ્રણાલીઓએ ગુટેનબર્ગ-રિક્ટર કાયદાને સફળતાપૂર્વક પુનઃઉત્પાદિત કર્યો છે. ભૂકંપના પુનરાવર્તનના સરળ નમૂનાઓ સંપૂર્ણપણે અનુમાનિત હોવા છતાં, ઘણા વાસ્તવિક દુનિયાના પરિબળો ચક્રની લંબાઈમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરી શકે છે, જેમાં અસમાન તણાવ સંચય, સમય-બદલાતી ક્રસ્ટલ શક્તિ અને પ્રવાહી સ્થળાંતરનો સમાવેશ થાય છે. વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં, ઝડપી ભંગાણ, ધરતીકંપની ધીમી સ્લિપ અથવા ભૂકંપના ઝુંડ દ્વારા તણાવ મુક્ત થઈ શકે છે. ભૂકંપના ચક્રને સમજવા માટે આ વિવિધ પ્રકારની અનિયમિતતાને સમજવી નિર્ણાયક છે. અવલોકનો અત્યાર સુધી, સંપૂર્ણ ભૂકંપ ચક્ર ભાગ્યે જ નોંધવામાં આવ્યા છે, અને ભૂકંપ ચક્રના વિવિધ તબક્કાઓના વિશ્લેષણ માટે ભૌગોલિક અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રની માહિતી મુખ્ય સ્રોત બની જાય છે. ભૂસ્તર માપન ભૂસ્તર માપન એ ધરતીકંપના ચક્રમાં આંતરછેદક તબક્કાના તણાવ સંચય અને ધરતીકંપ પછીના તબક્કાના તણાવના પુનઃવિતરણને ચકાસવા માટે મહત્વપૂર્ણ સાધનો છે. ઉદાહરણ તરીકે, છેલ્લા કેટલાક દાયકાઓમાં એકત્રિત કરવામાં આવેલી જી. પી. એસ. માહિતીએ સાન એન્ડ્રેસ ફોલ્ટ સિસ્ટમ માટે સ્થિર તાણ સંચય અને તણાવ સંચયને કારણે નનકાઈ સબડક્શન ઝોનની ઓવરરાઈડિંગ પ્લેટનું સતત સપાટીનું ઉત્થાન દર્શાવ્યું છે. ઇન્ટરફેરોમેટ્રિક રડાર (આઈ. એન. એસ. એ. આર.) ટેકનોલોજી સાથે દક્ષિણ સાન એન્ડ્રેસ ફોલ્ટ સિસ્ટમ પર સ્લિપ રેટનું વિશ્લેષણ પણ સૂચવે છે કે આ ફોલ્ટ તેના આંતરછેદક તબક્કાના અંતની નજીક આવી રહ્યો છે. આંતરછેદના સમયગાળા દરમિયાન ધરતીકંપની ધીમી સ્લીપ અને ક્રીપની નોંધપાત્ર માત્રા પણ જી. પી. એસ. અને આઈ. એન. એસ. એ. આર. માપન દ્વારા સબડક્શન ઝોન અને ખંડીય ખામી બંને પર મળી આવી છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પુરાવા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સર્વેક્ષણ એ અન્ય એક પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ પ્રાચીન ભૂકંપની પુનરાવર્તનોને ઉજાગર કરવા માટે થાય છે. કેરીઝો પ્લેઇન પર વોલેસ ખાડી ખાતે સેન એન્ડ્રેસ ફોલ્ટમાં સ્ટ્રીમ ચેનલોના બહુવિધ ઓફસેટ એ ફોલ્ટ ભંગાણના પુનરાવર્તનનો ઉત્તમ પુરાવો છે. એકવાર ભૂકંપ આવ્યા પછી, ફોલ્ટની પારનો પ્રવાહ કાપી નાખવામાં આવ્યો હતો, જેનાથી ઓફસેટ ચેનલ ત્યજી દેવામાં આવી હતી અને નવી ચેનલ રચાઈ હતી. ત્યજી દેવાયેલી નહેરોનો સમૂહ મળી આવ્યો છે અને તે બહુવિધ પ્રાચીન ભૂકંપ ચક્રના અવશેષો હોવાનું માનવામાં આવે છે. કાંપનો રેકોર્ડ એ પ્રાચીન ધરતીકંપો શોધવા માટેનો બીજો મુખ્ય સંકેત છે. ઉદાહરણોમાં ઘણી સદીઓથી વારંવાર આવતા મેગાથ્રસ્ટ ધરતીકંપોને કારણે નાનકાઈ સબડક્શન ઝોન નજીક આવેલા મુરોટો પોઇન્ટના દરિયાકાંઠાના ઉંચાઈના રેકોર્ડ છે; છેલ્લા 7000 વર્ષોમાં 10 સંભવિત સબડક્શન ભૂકંપોને કારણે હિકુરંગી સબડક્શન માર્જિનની નજીક દરિયાકાંઠાના ઉંચાઈ અને સુનામીના રેકોર્ડ છે; અને છેલ્લા 8000 વર્ષોમાં સ્ટ્રાઇક-સ્લિપ આલ્પાઇન ફોલ્ટ પર સતત 24 ધરતીકંપો દ્વારા નોંધાયેલ કાંપ સંચય છે. છેલ્લા 50,000 વર્ષોમાં મંગોલિયામાં ત્રણ પુનરાવર્તિત ખંડીય ધરતીકંપો પણ કાંપ-સ્તર ઓફસેટ અને વૃદ્ધિ રેકોર્ડમાંથી મળી આવ્યા છે. ડાયનેમિક ફોલ્ટ મોડેલિંગ સ્પ્રિંગ-સ્લાઇડર મોડેલ કરતાં વધુ જટિલ, બંધારણીય માળખા (જેમ કે દર અને સ્થિતિ ઘર્ષણ કાયદો અને સ્થિતિસ્થાપક સમીકરણો) પર આધારિત ફોલ્ટ ભંગાણોનું ડાયનેમિક મોડેલિંગ ભૂકંપ-ચક્ર વિશ્લેષણમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ડાયનેમિક ફોલ્ટ મોડેલિંગ આપણને ભંગાણ-ચક્ર વર્તણૂકમાં વિવિધ ફોલ્ટ પરિમાણોની ભૂમિકાની તપાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે અને ઘણા ધરતીકંપના અવલોકનોને પુનઃઉત્પાદિત કરે છે. દર અને સ્થિતિ ઘર્ષણ કાયદો દર અને સ્થિતિ ઘર્ષણ કાયદો ગતિશીલ ફોલ્ટ મોડેલોમાં વ્યાપકપણે લાગુ કરવામાં આવે છે અને ફોલ્ટની સંભવિત સ્લિપ સુવિધાઓને વિવેચનાત્મક રીતે પ્રભાવિત કરે છે. દર અને સ્થિતિ ઘર્ષણ કાયદો ધારે છે કે ઘર્ષણ ગુણાંક એ સરકતા વેગ (દર) અને પ્રણાલીની સ્થિતિ (સ્થિતિ) બંનેનું કાર્ય છે. દર અને સ્થિતિ ઘર્ષણ કાયદામાં, જ્યારે સ્લિપ વેગ અચાનક વધે છે અને પછી ધીમે ધીમે ઘટીને નવા સ્થિર મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે ત્યારે ઘર્ષણ ગુણાંક વધે છે. દર અને સ્થિતિ ઘર્ષણ સંબંધ થર્મલ સક્રિયકરણ, સંપર્કનું વાસ્તવિક ક્ષેત્ર (અણુ સ્કેલ પર) અને પરમાણુ બંધન અસરો સહિતના પરિબળોના સમૂહ દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે. તાજેતરના વિકાસ ડાયનેમિક ફોલ્ટ મોડેલિંગ ભૂકંપ ચક્રને ચલાવતી પદ્ધતિઓને સમજાવવામાં મદદ કરે છે. દર અને સ્થિતિ ઘર્ષણ કાયદાના આધારે, ફોલ્ટ ઝોનના ભૌમિતિક અને સ્થિતિસ્થાપક પરિમાણો સાથે સંબંધિત ધીમી-સ્લિપ ઘટનાઓથી ઝડપી ભંગાણ ભૂકંપમાં સ્થાનાંતરણની શોધ કરવામાં આવી છે. કોમ્પ્યુટેશનલ રીતે ઝડપી અર્ધ-ગતિશીલ મોડેલ કે જે તણાવ સ્થાનાંતરણને સરળ બનાવે છે તે નવા મોડેલોને પ્લાસ્ટિકની અસરોને ધ્યાનમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે. જો કે, સમાન પ્રણાલીઓના સંપૂર્ણ ગતિશીલ મોડેલો સાથે અર્ધ-ગતિશીલ મોડેલોની સરખામણી દર્શાવે છે કે મોડેલિંગ અભિગમ સૂચિત ભૂકંપ-ચક્ર સ્લિપ સુવિધાઓ પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. ભૂકંપની આગાહી કાર્યક્રમો ઘણા વૈજ્ઞાનિકો હજુ પણ ભૂકંપની આગાહીઓને પડકારજનક અથવા અશક્ય તરીકે જુએ છે, તેમ છતાં ભૂકંપ-ચક્ર સિદ્ધાંતો અને મોડેલિંગને લાંબા સમયથી જોખમી આગાહી મૂલ્યો ઉત્પન્ન કરવા માટે સલાહ આપવામાં આવી છે. ઉદાહરણ તરીકે, નજીકના ભવિષ્યમાં સાન ફ્રાન્સિસ્કો ખાડી વિસ્તારમાં મોટા ભૂકંપ આવવાની સંભાવનાની આગાહી કરવા માટે પ્રયોગમૂલક નમૂનાઓ લાગુ કરવામાં આવ્યા છે. વધુમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ સેન એન્ડ્રેસ ફોલ્ટના પાર્કફિલ્ડ ભાગ માટે સંપૂર્ણ ગતિશીલ મોડેલ સ્થાપિત કર્યું છે. આ મોડેલ સફળતાપૂર્વક ભૂકંપના સંપૂર્ણ ચક્રોનું પુનઃઉત્પાદન કરે છે જે છેલ્લી અડધી સદીના ધરતીકંપના રેકોર્ડ સાથે મેળ ખાય છે અને ભવિષ્યના ભૂકંપની આગાહીઓ માટેનું વચન દર્શાવે છે. સંદર્ભ ભૂકંપશાસ્ત્ર