Tehnike predviđanja zemljotresa daju brz uvid u snagu i pouzdanost materijala

Nova studija Ilinoiskog univerziteta u Urbana-Šampejnu, Nacionalne laboratorije Sandija i Univerziteta Baknel pokazuje da nivo deformacije izazvan stresom na površini muskovita zavisi od fizičkog stanja površine tog minerala i sledi istu statističku dinamiku kao kod zemljotresa i lavina.

Prilikom izbora materijala za inženjerske primene, naučnici žele da znaju kako će površina materijala reagovati sa sredinom u kojoj će se koristiti. Slično tome, geolozi žele da znaju kako bi hemijske reakcije između minerala i podzemne vode duž raseda mogle polako oslabiti stene i dovesti do brzih mehaničkih pucanja usled procesa hemomehaničkog slabljenja.

Preporučujemo

Dok su se raniji pokušaji kvantifikovanja efekta hemomehaničkog slabljenja u inženjerskim materijalima oslanjali na složene modele molekularne dinamike koji su zahtevali znatne kompjuterske resurse, naš rad umesto toga stavlja naglasak na most između laboratorijskih eksperimenata i fenomena stvarnog sveta kao što su zemljotresi, kažu istraživači.

Radi merenja hemomehaničkog slabljenja na površinama muskovita, uzorci su izloženi različitim hemijskim uslovima. Otkriveno je da u suvim uslovima muskovit može da se deformiše više pre kolapsa nego u vlažnim uslovima.

Prilikom kolapsa, uzorci u svim uslovima oslobađaju svoju elastičnu potencijalnu energiju. Kad je muskovit izložen baznom rastvoru (9.8 ili 12 pH), gornji sloj oslabi i manje energije može biti akumulirano pre nego što dođe do kolapsa, što reflektuje statistika pucanja.

Rezultati ovog rada omogućavaju istraživačima da testiraju propadanje materijala brže nego vrlo moćni simulacioni modeli. Isti rezultati se dobijaju putem već usvojenih statističkih modela za zemljotrese. Istraživači će moći da izvedu efikasniju analizu materijala.

(Telegraf Nauka/EurekAlert)