מחקר חדש יעזור לחזות רעידות אדמה
מחקר חדש באוניברסיטה העברית יוכל לספק כלים לחיזוי מוקדם יותר של רעידות אדמה. המחקר, שאף התפרסם בכתב העת היוקרתי Nature, עוסק ב"גלי שחרור אנרגיה" (Detachment Fronts) שמעורבים בתהליך החיכוך
רעידות אדמה הם אחד מפגעי הטבע המפחידים ביותר. הן קורות ללא כל התראה מראש, ומפילות חללים רבים. תמיד היתה תקווה שאם רק ניתן יהיה לצפות מראש היכן הרעידה תתרחש, ואולי אף מה תהיה עוצמתה, הנזק יהיה פחות חמור, הן מבחינת רכוש, אבל בעיקר מבחינה אנושית.
יש תקווה
אז אולי יש תקווה. מחקר חדש של צוות מהאוניברסיטה העברית, הכולל את פרופ' ג'יי פיינברג, ד"ר גיל כהן והסטודנט שמואל נ' רובינשטיין, יוכל לספק כלים לחיזוי מוקדם יותר של רעידות אדמה. המחקר, שאף התפרסם בכתב העת היוקרתי Nature, עוסק ב"גלי שחרור אנרגיה" (Detachment Fronts) שמעורבים בתהליך החיכוך.
על אף שנושא החיכוך נחקר במשך מאות שנים על ידי חוקרים מוערכים כמו לאונרדו דה-וינצ'י והפיזיקאים צ'ארלס אוגוסטין דה-קולומב והיינריך רודולף הרץ, נותר הנושא מסקרן ועכשווי כפי שהיה לפני 500 שנה. חוקרים עדיין לא הצליחו לפענח את המנגנונים הבסיסיים של החיכוך, כלומר, מה בדיוק קורה כאשר שני משטחים מתחילים להתחכך זה בזה כתוצאה מהפעלת לחץ.
שליטת גלי השחרור
תוך שימוש בטכניקה אופטית חדשה ובפיתוחים שנעשו לאחרונה בטכנולוגיית הצילום המהיר, הבחינו לראשונה החוקרים מהאוניברסיטה העברית כיצד שלושה סוגים שונים של גלי שחרור אנרגיה שולטים בתהליך החיכוך. גלים אלו, הפועלים בתוך שטח בעובי של מיקרונים בודדים (מיקרון = מיליונית המטר), בין משטחים המתחככים זה בזה, נעים במהירויות שונות מאוד.
לכל סוג גל תחום מהירויות אופייני לו: הגל האיטי שכמעט אינו מורגש – מהירותו מגיעה עד 10% ממהירות הקול; הגלים הבינוניים שמאפיינים רעידות אדמה – מהירותם מגיעה עד 100% ממהירות הקול; ואילו מהירותם של הגלים העל-קוליים מגיעה עד פי שניים ממהירות הקול.
כמו סכין בין לוחות
כדי להבין כיצד מתרחשת רעידת אדמה, תארו לעצמכם שני לוחות המונחים זה על גבי זה בלחץ. כעת הניחו שאתם מעבירים בין שני הלוחות סכין דקה שמנתקת את נקודות המגע ביניהם. אם תעבירו את הסכין תחילה לאט ואחר כך מהר יותר עד לנקודת העצירה, כל אזור שהסכין תעבור בו יחל להתחכך נקודתית.
על פי חוקי הפיזיקה, החיכוך מתחיל לאחר ה"התנתקות". פעולת הניתוק היא היפרדות של נקודות מגע זעירות בין שני משטחים, שבמהלכה מתרחש חיכוך נקודתי ביניהם. תחילה פועלים הגלים האיטיים ההולכים והופכים מהירים יותר. זהו השלב שבו מורגשת רעידת אדמה. החוקרים הראו שהתהליך נשלט בעיקר על ידי שלב הגל האיטי שעד לאחרונה לא ניתן היה למדידה.
גלים כסממנים מקדימים
"רעידת אדמה מורגשת כתנועה או כהחלקה פתאומית ומהירה של לוחות טקטוניים בתהליך חיכוך", אומר פרופ' פיינברג. "הגלים הבינוניים והעל-קוליים הם אלו שאנו חשים בהם, אך בהתבסס על ממצאי מחקר זה, נראה כי למעשה אלו הגלים האיטיים, הלא-מורגשים, שפועלים בקרום כדור הארץ בשלב הראשוני של הניתוק, אשר אליהם עלינו להפנות את תשומת לבנו, ואשר הם ככל הנראה הסממנים המקדימים למה שקרוי בפינו 'רעידת אדמה'", מוסיף פיינברג.
נכון להיום, אין יכולת חיזוי לרעידות אדמה כלל. אם התגלית של חוקרי האוניברסיטה העברית תיושם במדידות תת-קרקעיות של כדור הארץ, ניתן יהיה למנוע במידה מסוימת נזק שקשור ברעידות אדמה, באמצעות התראות מוקדמות על "ניתוק" צפוי של לוחות כדור הארץ. לממצאים השפעה על מדידה ועל חיזוי של רעידות אדמה, מאחר שקבלת התראה מבעוד מועד תאפשר למזער משמעותית את נזקי הרעש ובמיוחד נזקים נלווים.
השלכות מרחיקות לכת
"יותר מ-5% מההפסדים הנובעים מפְּחָת (בלאי) ומאיבוד אנרגיה בתעשייה נגרמים בשל חיכוך ויוצרים הפסדים של מאות מיליארדי דולרים בשנה בכל העולם", אומר פרופ' פיינברג. "להבנה שהושגה על כללי היסוד של תהליך החיכוך החשוב כל-כך יש השלכות על יישומים מדעיים ותעשייתיים בעתיד. כמו כן צפוי חיסכון כספי לא מבוטל".
לפנייה לכתב/ת 
