Estudo demonstra que a tensão fractal auto-similar é mais adequada para simulação de terremoto em cenário destrutivo
PGV horizontal e distribuição de intensidade sob os quatro modelos, (a) o modelo de tensão horizontal uniforme e o modelo de tensão auto-similar com (b) ac =50 km, (c) ac =40 km, (d) ac =30 km, onde ac é o comprimento característico que determina a rugosidade da tensão. Crédito:Science China Press Os cenários de terremotos são úteis na avaliação dos riscos de terremotos ao longo de falhas ativas. No entanto, determinar as fontes dos cenários destrutivos dos terremotos, especialmente quando se lida com tensões heterogêneas, pode ser um desafio.
Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China conduziram um estudo sobre a falha de Tanlu, a maior falha de deslizamento no leste da China, demonstrando que a tensão fractal auto-similar é mais adequada para caracterizar as fontes de cenários de terremotos. O artigo deles foi publicado na revista Science China Earth Sciences .
O estudo concentrou-se no segmento Xinyi-Sihong da falha de Tanlu, uma área conhecida por potencialmente sustentar um terremoto M7.5. O hipocentro foi colocado perto de 10 km de profundidade ao redor de Suqian, onde um contraste notável entre velocidades altas e baixas indica um ponto potencial de nucleação. A equipe restringiu efetivamente o comprimento e a largura da ruptura da falha de acordo com as leis de escala que regem os grandes terremotos.
Para ter uma melhor compreensão do processo físico de acoplamento da propagação da ruptura com a heterogeneidade das tensões, os pesquisadores simularam o processo de ruptura do cenário sísmico utilizando o método das diferenças finitas. Uma tensão normal de fundo dependente da profundidade é incorporada. Eles utilizaram a perturbação de tensão fractal auto-similar para caracterizar a heterogeneidade de tensão na direção do ataque da falha.
Comparado com o modelo de tensão uniforme horizontal, os pesquisadores mostraram que a função de tempo de origem do modelo de tensão uniforme horizontal se assemelha muito à do modelo de Haskell. No entanto, o modelo de tensão auto-similar alinha-se mais estreitamente com aqueles observados em terremotos reais.
As simulações de ruptura dinâmica forneceram insights sobre como diversas condições de tensão influenciam o comportamento de ruptura e o movimento do solo. Notavelmente, o modelo de tensão auto-similar, que incorpora um comprimento característico mais curto, sugere uma tensão inicial mais áspera e uma distribuição de deslizamento mais heterogênea.
Ao norte do epicentro perto de Suqian, os modelos prevêem vibrações mais intensas devido à zona próxima de baixa velocidade e altas taxas de escorregamento na falha. Esta área está situada dentro da zona de intensidade de 9 graus, destacando a importância da preparação direcionada para terremotos e da construção de capacidades de resistência.
O estudo ressalta a importância de acoplar tensões fractais auto-similares em simulações de cenários de terremotos. Ao avançar na nossa compreensão do efeito da heterogeneidade do estresse na propagação da ruptura sísmica e nos movimentos do solo, os cientistas podem fornecer melhores diretrizes para o desenvolvimento de infraestruturas e estratégias de preparação para desastres.
