Sotto stress costante, alcuni materiali morbidi si riorganizzano in modo molto simile a come viene ristrutturata la crosta terrestre durante i terremoti, un nuovo studio dei ricercatori dell'Indian Institute of Science (IISc), Lo ha scoperto il Raman Research Institute (RRI) e l'ETH di Zurigo.

Il team ha studiato fogli sottili di due tipi di materiali morbidi:un gel ben confezionato di molecole simili a sapone, e un vetro fatto di nanoparticelle di argilla, tranciate tra due lastre di acciaio. Quando la forza veniva applicata continuamente dalla piastra sul materiale, la riorganizzazione interna del materiale ha generato nel tempo schemi simili a esplosioni che assomigliavano ai dati dei sismografi generati dai terremoti.

"Quando applichi un certo stress, il materiale sta cercando di adattarsi. La sua velocità di taglio è fluttuante. Questa fluttuazione è simile a quella che si vede durante i terremoti, "dice Ajay Sood, DST Year of Science Professore Ordinario presso il Dipartimento di Fisica, IISc, e autore senior del documento pubblicato in Comunicazioni sulla natura .

I terremoti si verificano tipicamente a causa dell'attrito tra pezzi della superficie terrestre chiamati placche tettoniche, liberando un'improvvisa scarica di energia che provoca gravi danni all'ambiente e alla vita umana. Gli scienziati non sanno ancora come prevedere quando colpirà il prossimo terremoto, o quanto sarà forte.

Per simulare i terremoti in laboratorio, i ricercatori di solito applicano la forza alle rocce o ai materiali ceramici e studiano come si deformano e si incrinano sotto stress. Ma poiché questi sono solidi, può essere difficile studiare i cambiamenti che avvengono all'interno dei materiali prima che si dividano.

"Il principale svantaggio di questi esperimenti precedenti è che nessuno può sondare direttamente la struttura del dominio, "dice Sayantan Majumdar, Professore Associato alla RRI e uno degli autori. "Non possiamo vedere cosa sta succedendo all'interno del materiale."

Nello studio attuale, i ricercatori hanno invece utilizzato materiali morbidi, e osservato come hanno reagito sotto stress. Utilizzando un microscopio ottico e una fotocamera, sono stati in grado di osservare da vicino come l'interno del materiale è cambiato nel tempo.

Hanno scoperto che la velocità con cui il materiale si riorganizzava mostrava schemi simili a esplosioni persistenti per migliaia di secondi, simili a scosse sismiche e scosse di assestamento. Questi eventi di solito si verificano per centinaia di chilometri durante i terremoti. "Siamo stati in grado di osservare questo fenomeno a una lunghezza di scala di circa 10 micron. Questo è un enorme vantaggio, "dice Pradip Bera, primo autore e un dottorato di ricerca. studente presso il Dipartimento di Fisica, IISc.

I ricercatori hanno anche scoperto che questi modelli obbedivano alle leggi che governano la dinamica dei terremoti. Uno di questi, detta legge di Gutenberg-Richter, descrive la forza dei terremoti. Un altro, chiamata legge Omori, descrive come la frequenza delle scosse di assestamento si riduce nel tempo. Valori per i parametri matematici definiti da queste leggi, quando calcolato per i materiali morbidi, sono risultati essere molto vicini a quelli che sono stati segnalati per i terremoti reali. È stato anche scoperto che gli intervalli di tempo tra i picchi corrispondono strettamente ai modelli della vita reale.

I ricercatori sperano che ulteriori studi su tali materiali possano eventualmente aiutare a identificare i precursori microscopici dei terremoti.