Puzanje kvara naziv je za sporo, stalno klizanje koje se može dogoditi na nekim aktivnim greške a da nije bilo potresa. Kada ljudi saznaju za to, često se pitaju može li puzanje kvara ublažiti buduće potrese ili ih smanjiti. Odgovor je "vjerojatno ne", a ovaj članak objašnjava zašto.
Uvjeti puzanja
U geologiji se "puzanje" koristi za opisivanje bilo kojeg pokreta koji uključuje stalnu, postupnu promjenu oblika. Puzanje tla je naziv za najljepši oblik klizišta. Puzanje deformacije odvija se unutar mineralnih zrnaca kao stijene postaju iskrivljene i presavijene. Puzanje grešaka, koje se naziva i aseizmičko puzanje, događa se na površini Zemlje na malom dijelu grešaka.
Puzavo ponašanje događa se na svim vrstama grešaka, ali to je najočitije i najlakše vizualizirati rasjeci klizača, koji su okomite pukotine čije se suprotne strane pomiču bočno u odnosu na svaku druge. Vjerojatno se to događa na ogromnim greškama povezanim s subdukcijom koje uzrokuju najveće potrese, ali ne možemo dovoljno dobro izmjeriti ta podvodna kretanja. Kretanje puzanja, mjereno u milimetrima godišnje, sporo je i konstantno te u konačnici proizlazi iz tektonike ploča. Tektonski pokreti djeluju na silu (
stres) na stijenama koje reagiraju promjenom oblika (naprezanje).Naprezanje i sila na greške
Puzanje greške nastaje zbog razlika u ponašanju naprezanja na različitim dubinama rasjeda.
Dolje duboko, stijene na rasklopu su toliko tople i meke da se lica rasjeda jednostavno protežu jedno pokraj drugog poput taffy-a. Odnosno, stijene prolaze duktilno naprezanje, koje stalno oslobađa većinu tektonskog stresa. Iznad duktilne zone stijene se mijenjaju od duktilnih do krhkih. U krhkoj zoni se stresa povećava kako se stijene elastično deformiraju, baš kao da su to gigantski blokovi gume. Dok se to događa, stranice greške su spojene. Zemljotresi se događaju kada krhke stijene oslobode taj elastični pritisak i vrate se u opušteno, neometano stanje. (Ako shvatite potrese kao "oslobađanje elastičnog naprezanja u krhkim stijenama", imate um geofizičara.)
Sljedeći sastojak na ovoj slici je druga sila koja drži bravu zaključanu: pritisak generiran težinom stijena. Što je ovo veće litostatski pritisak, više naprezanja koje se kvar može nakupljati.
Puzanje u matici
Sada možemo shvatiti puzanje greške: događa se u blizini površine gdje je litostatski tlak dovoljno nizak da se greška ne zaključa. Ovisno o ravnoteži između zaključanih i otključanih zona, brzina puzanja može varirati. Pažljivo proučavanje puzanja kvara tada nam može dati nagovještaje gdje su zaključane zone ispod. Iz toga bismo mogli steći naznake o tome kako se tektonski naprezanja razvijaju na rasjedima, a možda čak i steći nekakav uvid u to kakvi potresi možda dolaze.
Mjerenje puzanja zamršena je umjetnost jer se događa blizu površine. Mnogo grešaka u Kaliforniji uključuje nekoliko onih koje se kreću. Tu spadaju rasjek Hayward na istočnoj strani zaljeva San Francisco, kvar Calaveras samo na jugu, puzeći segment rasjeda San Andreas u središnjoj Kaliforniji, a dio rasjeda Garlock na jugu Kalifornija. (Međutim, puzeće smetnje općenito su rijetke.) Mjerenja se vrše ponovljenim istraživanjima duž trajnih linija oznake, koje mogu biti jednostavne poput niza noktiju na uličnom kolovozu ili složene poput puzavica ugrađenih u tuneli. Na većini lokacija, puzeći padaju kad god vlaga od oluje prodre u tlo u Kaliforniji, što znači zimsku kišnu sezonu.
Creepov utjecaj na zemljotrese
Na Haywardova greška, stope puzanja nisu veće od nekoliko milimetara godišnje. Čak je i maksimum samo djelić cjelokupnog tektonskog pokreta, a plitke zone koje puze nikada ne bi prikupile mnogo energije naprezanja. Puzave zone ondje su nadmoćne veličinom zaključane zone. Dakle, ako se potres koji bi se mogao očekivati u prosjeku svakih 200 godina dogodi nekoliko godina kasnije, jer puzanje olakšava malo naprezanja, nitko ne bi mogao znati.
Segment puzanja Rasjed San Andreas neobična je. Na njemu nikada nisu zabilježeni veliki potresi. To je dio greške, dugačak oko 150 kilometara, koji puze na oko 28 milimetara godišnje i čini se da ima samo male zaključane zone ako ih ima. Zašto je znanstvena zagonetka. Istraživači proučavaju druge čimbenike koji možda ovdje podmazuju grešku. Jedan od čimbenika može biti prisutnost obilne gline ili serpentinitnih stijena uzduž zone rasjeda. Drugi faktor može biti podzemna voda zarobljena u sedimentnim porama. A samo da bi se stvar učinila malo složenijom, možda je taj puzanje privremena stvar, vremenski ograničena na rani dio zemljotresnog ciklusa. Iako su istraživači dugo mislili da puzajući dio može zaustaviti širenje velikih ruptura po njemu, nedavne studije su to dovele u pitanje.
Projekt bušenja SAFOD-a uspio je uzorkovati stijenu upravo na rasjedu San Andreas u svom puzećem dijelu, na dubini od gotovo 3 kilometra. Kad su prve jezgre otkrivene, prisustvo serpentinita bilo je očito. Ali u laboratoriju su ispitivanja visokog tlaka materijala od jezgre pokazala da je vrlo slab zbog prisutnosti minerala od gline zvanog saponit. Saponitni oblici gdje se serpentinit susreće i reagira s običnim sedimentnim stijenama. Glina je vrlo učinkovita u zadržavanju pora vode. Kao što se često događa u znanosti o Zemlji, čini se da su svi u pravu.