دانشمندان روشی را برای تخمین ضعف در لایه های بیرونی زمین ابداع کرده اند که به توضیح و پیش بینی فعالیت های آتشفشانی و زلزله کمک می کند.
منتشر شده در ژورنال Science امروز، این تحقیق مدل جدیدی از حرکت زمین در پوسته بالایی به گوشته بالایی (400 کیلومتر زیر سطح) را توصیف می کند، که امکان پیش بینی در مقیاس بسیار کوچکتر از آنچه قبلا ممکن بود را فراهم می کند.
این تحقیق با همکاری محققان دانشگاه ایلینویز در ایالات متحده و دانشگاه آدلاید در استرالیا انجام شده است.
مدل‌سازی ژئودینامیکی بر دانستن "ویسکوزیته" یا مقاومت در برابر تغییر شکل لایه‌های بیرونی زمین متکی است.
دکتر دریک هاستروک، نویسنده همکار از دانشکده علوم فیزیکی دانشگاه آدلاید، می گوید: «تولید مدل های واقع گرایانه از این حرکات دشوار بوده است، زیرا تغییرات در مقیاس کوچک در ویسکوزیته اغلب ناشناخته است.»
"در اصل، ما روشی را برای تخمین تغییرات ویسکوزیته در مقیاس کوچک (بین یک تا 10 کیلومتر) در 400 کیلومتری بالای پوسته زمین با استفاده از تکنیک‌های تصویربرداری الکترومغناطیسی مبتنی بر سطح ایجاد کرده‌ایم."
مدل به دست آمده امکان بهبود چشمگیر مدل‌های جریان را فراهم می‌کند که می‌تواند برای پیش‌بینی نیروهای محرک تغییر شکل صفحه تکتونیکی و منابع فعالیت لرزه‌ای و آتشفشانی بالقوه مورد استفاده قرار گیرد.
دکتر هاستروک می گوید: «این روش به درک ما از فرآیندهایی که باعث زمین لرزه و فعالیت آتشفشانی می شوند کمک می کند. ما می‌توانیم ببینیم چرا زلزله‌ها و آتشفشان‌ها در گذشته رخ داده‌اند و به دنبال مکان‌هایی بگردیم که در آینده ممکن است این اتفاق بیفتد."
روشی که آنها توسعه داده اند از یک تکنیک تصویربرداری الکترومغناطیسی به نام magnetotellurics برای تخمین رسانایی الکتریکی در زیر سطح زمین استفاده می کند.
"همان عواملی که بر رسانایی الکتریکی تأثیر می گذارد - دما، محتوای آب و وجود مواد مذاب (ماگما) - همچنین بر ویسکوزیته یا قدرت تأثیر می گذارد. هر چه داغ تر، مرطوب تر یا مذاب تر باشد، ساختار ضعیف تر است. نویسنده اصلی، دکتر لیجون لیو، از دانشگاه ایلینویز می‌گوید.
"ما توانستیم به فرآیندهایی که در زیر سطح زمین در مقیاسی بسیار کوچکتر از مدل‌سازی‌های ژئودینامیکی قبلی عمل می‌کنند نگاه کنیم."
محققان از داده های یک بررسی مغناطیسی تلوریک در غرب ایالات متحده برای نشان دادن آثار مدل خود استفاده کردند. در حال حاضر پروژه ای در سراسر قاره وجود دارد که گوشته بالایی استرالیا را با استفاده از تکنیک الکترومغناطیسی مشابه نقشه برداری می کند، و محققان معتقدند استفاده از این داده ها در مدل جدید آنها درک بهتری از فعالیت های آتشفشانی و زلزله در امتداد سواحل جنوب شرقی و شرقی استرالیا به ارمغان می آورد.
