มีการใช้แบบจำลองแผ่นดินไหวตามม้วนครัว (กระดาษเช็ดมือ) เพื่อแสดงให้เห็นว่าความรุนแรงของแผ่นดินไหวสามารถลดลงได้อย่างน้อยหนึ่งในสิบเท่าโดยการฉีดของเหลวลงในดิน แบบจำลองนี้ออกแบบโดยนักวิจัยในฝรั่งเศส สามารถนำไปสู่การแทรกแซงแผ่นดินไหวเชิงรุกเพื่อลดความเสี่ยงของภัยพิบัติ และยังช่วยเป็นแนวทางในโครงการอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการฉีดของเหลวใต้ดิน
แผ่นดินไหว
เกิดขึ้นเมื่อพลังงานยืดหยุ่นที่สะสมอยู่ในเปลือกโลกถูกปลดปล่อยโดยการเคลื่อนที่ตามแนวรอยเลื่อน การเคลื่อนไหวนี้อาจเป็นผลมาจากความตึงเครียดที่ก่อตัวขึ้นอย่างเป็นธรรมชาติ หรืออาจถูกกระตุ้นโดยบังเอิญจากการฉีดของไหลลงบนพื้นใกล้กับรอยเลื่อน กรณีหลังอาจเกิดขึ้นระหว่างการสกัดน้ำมัน
การกำจัดน้ำเสีย หรือโครงการความร้อนใต้พิภพระดับลึก การทำความเข้าใจธรรมชาติของแผ่นดินไหวที่เหนี่ยวนำดังกล่าวเป็นกุญแจสำคัญในการลดความเสี่ยง ในการศึกษาของพวกเขา นักธรณีฟิสิกส์และเพื่อนร่วมงานได้สร้างแบบจำลองรอยเลื่อนแบบง่ายๆ โดยการหนีบม้วนกระดาษในครัว หรือที่ทีมงาน
เรียกว่า “กระดาษรูพรุนที่ดูดซับได้” ระหว่างสมอเรือกับสปริง สปริงจะค่อยๆ ยืดออกเพื่อเพิ่มแรงดึงให้กับระบบแบบจำลองในลักษณะที่คล้ายคลึงกับความตึงเครียดที่เพิ่มขึ้นในระบบแผ่นดินไหว เมื่อแรงดึงเพียงพอ กระดาษจะฉีกขาดและสปริงจะปล่อยพลังงานในปริมาณที่เทียบเท่ากับแผ่นดินไหวขนาด 5.9
หากแบบจำลองขยายขนาดขึ้นแสดงถึงรอยเลื่อนจริงที่มีความยาว 6.5 กม. ลดแรงเสียดทานกระดาษถูกแบ่งออกเป็นแถบซึ่งนักวิจัยใช้เพื่อแสดงส่วนของความผิดภายใต้อิทธิพลของหลุมฉีดที่แตกต่างกัน ในความผิดพลาดจริง การฉีดของไหลที่มีแรงดันจะทำให้แรงเสียดทานของระบบลดลง
มีโอกาสที่จะทำให้เกิดความผิดปกติขึ้นใหม่และเริ่มลื่นไถล ในแบบจำลองนี้ ความเค้นที่ลดลงสามารถเกิดขึ้นได้โดยการทำให้ม้วนครัวเปียก ซึ่งทำให้ความแข็งแรงของกระดาษลดลงก่อนที่จะเกิดข้อผิดพลาด “ด้วยการทำให้กระดาษที่มีรูพรุนเปียกขึ้นเรื่อยๆ เราได้จำลองการฉีดของเหลวในเปลือกโลก
การฉีด
แต่ละครั้งจะมีอาการสั่นร่วมด้วย ซึ่งจะค่อยๆ ปล่อยพลังงานและปรับเปลี่ยนงบประมาณด้านพลังงานของระบบ” อธิบาย “การทดลองของเราแสดงให้เห็นว่า หากปราศจากความรู้ที่แม่นยำเกี่ยวกับคุณสมบัติของรอยเลื่อน เราก็เสี่ยงที่จะทำให้ระบบไม่เสถียรและก่อให้เกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวครั้งใหญ่” เขากล่าว
ต่อ โดยสังเกตความเกี่ยวข้องกับสถานการณ์การฉีดของเหลวในโลกแห่งความเป็นจริงที่อาจกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหว “อย่างไรก็ตาม เขากล่าวเสริมว่า “หากพารามิเตอร์หลักของโมเดล การแบ่งส่วนข้อบกพร่อง อัตราการเปิดใช้งานส่วน และสถานะความเครียด เป็นที่รู้จักหรือมีการควบคุมเป็นอย่างดี
การแตกตามธรรมชาติสามารถบรรเทาลงได้อย่างน้อยหนึ่งหน่วย” ทีมงานพบว่าการลดพลังงานที่กักเก็บไว้ของรอยเลื่อนด้วยการกระตุ้นให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็กเป็นไปได้เฉพาะเมื่อสภาวะความเค้นของระบบต่ำพอในช่วงเริ่มต้นที่พื้นที่รอยเลื่อนทั้งหมดจะไม่ถูกเปิดใช้งานใหม่
แนะนำความหลากหลายกล่าวว่าแนวคิดนี้สามารถปรับให้เข้ากับการกำหนดค่าข้อบกพร่องประเภทต่างๆ โดยการเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของตัวอย่างกระดาษ ตราบใดที่กฎมาตราส่วนที่เชื่อมต่อแบบจำลองทางกายภาพกับระบบในโลกแห่งความเป็นจริงได้รับการปรับปรุงเช่นกัน “การใช้เทปหรือกาว
นักแผ่นดินไหววิทยาแห่งมหาวิทยาลัย แสดงความคิดเห็นว่า “คุณสมบัติที่น่าสนใจอย่างหนึ่งของแบบจำลองนี้คือช่วยให้สามารถอธิบายฟิสิกส์ของกระบวนการด้วยวิธีที่เข้าใจง่าย ซึ่งแสดงให้เห็นว่าคณิตศาสตร์ที่อธิบายความเป็นจริงและห้องปฏิบัติการมีความคล้ายคลึงกัน” อย่างไรก็ตาม
เขาเตือนว่า
อาจมีปัญหาในการแปลผลการสำรวจในห้องปฏิบัติการไปยังโลกจริง“ในตัวอย่างนี้ การเคลื่อนตัวของเปลือกโลกจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งเกิดความล้มเหลว ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้เวลาหลายร้อยปีในโลกจริง ในทางกลับกัน การฉีดของไหลจะเกิดขึ้นเกือบจะทันทีทันใดเมื่อเทียบกับเวลาการเคลื่อนตัว
ของเปลือกโลก โดยธรรมชาติแล้ว การฉีดของไหลจะซึมผ่านความผิดพลาดซึ่งอยู่ภายใต้สภาวะโหลดคงที่ แทนที่จะเป็นภาระที่เพิ่มขึ้นทีละน้อยเหมือนในแบบจำลองนี้” ความล้มเหลวอย่างมาก
“ดังนั้น ในความผิดพลาดตามธรรมชาติ การฉีดของไหลอาจส่งผลให้เกิดความเสี่ยงเพิ่มขึ้นมาก
จากความล้มเหลวอย่างมาก เว้นแต่ความผิดนั้นจะเกิดขึ้นในช่วงแรกของวงจรโหลดแผ่นดินไหว” เขาสรุปแบบจำลองความผิดพลาดของกระดาษเป็นส่วนหนึ่งของโครงการขนาดใหญ่ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากเพื่อพิจารณาว่าเป็นไปได้ที่จะควบคุมความไม่แน่นอนของแผ่นดินไหวได้อย่างน่าเชื่อถือ
เพื่อลดการสูญเสียชีวิตและการหยุดชะงักทางเศรษฐกิจ “ในกลุ่มของฉัน เรามุ่งเน้นไปที่การพิสูจน์ (หรือหักล้าง) ทางคณิตศาสตร์ถึงความเป็นไปได้ในการควบคุมการลื่นไถลของแผ่นดินไหว” อธิบาย “นี่เหมือนกับการออกแบบระบบควบคุมความเร็วคงที่สำหรับความผิดพลาด แต่มันยากกว่ารถยนต์มาก!”
นอกจากการทดสอบในห้องปฏิบัติการด้วยแบบจำลองตัวแทนแล้ว ทีมงานยังทำงานร่วมกับการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์อีกด้วย สรุป: “ผลลัพธ์ของเราจนถึงตอนนี้มีแนวโน้มที่ดีและแสดงให้เราเห็นว่าต้องฉีดของเหลวอย่างไรเพื่อป้องกันแผ่นดินไหว แม้ในกรณีที่อัตราส่วนความเครียดสูง”
ปัญหาหลักที่นี่คืออนุภาคเสมือนในทฤษฎีใหม่มีผลกระทบอย่างมากต่อมวลของฮิกส์โบซอน โดยหลักการแล้ว ผลกระทบเหล่านี้สามารถยกเลิกได้ด้วยค่าเริ่มต้นที่แปลกประหลาดของพารามิเตอร์ในทฤษฎี เพื่อให้ได้ค่าทางกายภาพที่ยอมรับได้ แต่นี่เป็นสถานการณ์ที่ไม่น่าพอใจ ที่แรงเพื่อค้นหาความไวที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานตามที่ผู้ใช้ต้องการ
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
