מנגנון ייחודי של רעידות אדמה התגלה בניסויים על הפיזיקה של החיכוך

ג'יי פיינברג - תמונה ראשית

חיכוך מתרחש בכל מקום, החל מאדם הפוסע על הארץ וכלה בקשת המרטיטה מיתרי כינור ומשמיעה מנגינות. באופן כללי, חיכוך בטבע מתעורר בין שני חומרים שונים. החיכוך הוא תוצאה של אוסף מגעים זעירים המשתלבים יחדיו כתוצאה מלחץ המופעל על שני גופים (לדוגמה, המשקל העצמי של גוף על משטח) ומתנגדים לתנועה. לפיכך, החלקה מחייבת ניתוק של אותם המגעים זה מזה. ניתוק זה מתבצע באמצעות "רעידת אדמה"; גל של ניתוק מגע והחלקה המתקדם במהירויות הקרובות למהירויות הקול בחומר.

           מחקר ניסויי חדש של פרופ' ג'אי פיינברג והדוקטורנטית הדר שלומאי מהאוניברסיטה העברית בירושלים הראה לראשונה כי תהליך התנתקות המגעים בין שני גופים העשויים מחומרים שונים מתרחש במנגנון ייחודי המזכיר את תנועת התקדמות הזחל הדוחף עצמו קדימה ע"י יצירת מעין גל בגופו: חוסר הסימטריה הנובע מכך ששני הגופים המחליקים מורכבים מחומרים שונים גורם להפחתה של הלחץ המקומי על משטח המגע במקום ההחלקה. הלחץ פוחת ככל שמהירות ההחלקה גדלה. הפחתת הלחץ משמעה ניתוק רגעי של חלק או של כל המגעים בין שני הגופים, אך ורק למשך זמן החלקת המגעים, בדומה לתנועת הזחל שנע קדימה רק כאשר הוא מנתק חלק מגופו מהקרקע. כאשר גל ההתנתקות חולף המגעים חוזרים והגופים נצמדים שוב אחד לשני.

           מנגנון זה של החלקה, המתעורר רק כאשר הגופים המחליקים עשויים מחומרים שונים, גורם לבזבוז אנרגיה קטן בהרבה מאשר החלקה של גופים זהים.

           ממצאים אלו יכולים לשפוך אור על תצפיות של רעידות אדמה בטבע, אשר הן למעשה החלקת לוחות טקטוניים לאורך שבר גיאולוגי. הממצאים חשובים בהבנת מהירויות ההתקדמות של רעידות אדמה בטבע ובפענוח מידת הנזק הנלווה ופיזורו הגאומטרית.