弾性反発理論

地質学では、弾性反発理論は地震の際にエネルギーがどのように放出されるかを説明するものです。

地殻が変形すると、断層の反対側に広がる岩石はせん断応力を受けます。岩石はゆっくりと変形し、ついには内部の剛性を超えます。その後、断層に沿って破裂して分離します。突然の動きによって蓄積されたエネルギーが解放され、岩石はほぼ元の形に戻ります。以前は固体だった塊がゆっくりと動く 2 つのプレートに分割され、エネルギーが地震波として周囲に放出されます。

1906年のサンフランシスコ大地震の後、地球物理学者ハリー・フィールディング・リードは、地震前の50年間のサンアンドレアス断層沿いの地表の変位を調査しました。 ^[1]彼は、その期間に3.2メートルの曲がりの証拠を発見しました。^[2]彼は、地震は断層の両側の岩石に蓄えられた歪みエネルギーの弾性反発の結果に違いないと結論付けました。その後、全地球測位システムを使用した測定により、地震運動の基礎としてのリードの理論が大いに裏付けられました。

活動的だが固着した断層の両側はゆっくりと異なる方向に動いており、隣接する岩盤では弾性ひずみエネルギーが蓄積される。したがって、図のパネルのタイム 1 のように断層を横切って道路をまっすぐに建設すると、断層が固着しているポイント E では道路は断層トレースに垂直になる。断層全体の動き (大きな矢印) により、タイム 2 のように固着断層の岩盤は弾性変形を生じる。この変形は、1 年に数センチメートルの割合で増大する可能性がある。蓄積されたひずみが岩盤の強度を上回るほど大きくなると、突然の破損、またはできるだけ元の形状に戻ろうとする動きが発生し、地震として地表で感じられる衝撃となる。この突然の動きにより、タイム 3 に示すように道路の表面が移動する。蓄積されたエネルギーは、一部は熱として、一部は岩盤の変質として、一部は地震波として放出される。

• https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/events/1906calif/18april/reid.php