Хімічні зв’язки між породами пояснили різкі зсуви тектонічних плит.
Фізики з Німеччини описали механізм, який пояснює перехід тектонічних розломів від повільного руху до різких зсувів. В його основі лежить утворення та розрив хімічних зв’язків між породами, а не їх механічний знос. Результати дослідження опубліковано в журналі Reports on Progress in Physics.
Як переглянули роль тертя
Дослідники з Юліхського дослідного центру та Саарландського університету вивчили взаємодію гранітних поверхонь — таку модель часто використовують для опису тектонічних розломів. Раніше основну увагу приділяли механічним ефектам: зчепленню нерівностей, зносу та утворенню борозен.
Автори роботи показали, що ключову роль відіграє інший процес. У мікроскопічних точках контакту формуються хімічні зв’язки, які постійно виникають і розриваються під час руху порід. На це витрачається енергія, що й створює силу тертя.
Чому рух стає різким
Вчені звернули увагу на масштабний ефект. У невеликих системах зв’язки розриваються рівномірно. У великих — процес відбувається нерівномірно: окремі ділянки починають рухатися раніше, знижуючи силу, необхідну для початку ковзання.
Це змінює уявлення про поведінку плит. Замість повного спокою та різкого розриву система перебуває в постійному повільному русі. Такий процес відомий як крип — повзучість, при якій швидкість сягає лише доль нанометра на секунду.
Тригер для землетрусів
При збільшенні швидкості руху спочатку зростає й тертя, оскільки за одиницю часу розривається більше зв’язків. Однак після досягнення критичного порогу зв’язки не встигають відновлюватися, локально підвищується температура, і тертя різко падає.
Цей перехід може спричиняти швидкі зсуви, які фіксують як землетруси.