האם דה' וינצ'י טעה?

לפני כ-500 שנה ליאונרדו דה וינצ'י תיאר כיצד בלוקים מחוספסים מחליקים אחד על השני, מחקר חדש מוכיח כי שבר וחיכוך שלובים זה בזה.

אורנית עצר , ט' בתמוז תשע"ד

רעידת אדמה
רעידת אדמה
Thinkstock

מחקר חדש במכון רקח לפיזיקה של האוניברסיטה העברית בירושלים מציג יחסי גומלין הדוקים בין "איך דברים נשברים" ו"איך דברים מחליקים על משטח". המחקר מערער את ההפרדה הנפוצה בין שאלות אלו אשר חוזרת כל הדרך לימיו של ליאונרדו דה וינצ'י.

לפני יותר מ-500 שנה, ליאונרדו דה וינצ'י תיאר כיצד בלוקים מחוספסים מחליקים אחד על גבי השני, מה שסיפק את הבסיס להבנה של חיכוך עד עצם היום הזה. התופעה של שבר תמיד נחשבה למשהו שונה לגמרי השייך לתחום שונה במחקר.

מחקר חדש של פרופ' ג'יי פינברג ותלמיד המחקר שלו איליה סווטליצקי, במכון רקח לפיסיקה באוניברסיטה העברית, מוכיח כי שני תהליכים מובחנים אלה של שבר וחיכוך למעשה שלובים לחלוטין זה בזה. ממצאי המחקר אשר הופיעו בכתב העת NATURE, יוצרים פרדיגמה חדשה אשר יכולה לספק הבנה חדשה של התרחשותן של רעידות אדמה בעולם.

פיינברג וסווטליצקי הפיקו "רעידות אדמה במעבדה" והראו כי על מנת לייצר חיכוך בין שני בלוקים המחליקים זה על זה חייב להתרחש תחילה "שבר" בתהליך מאורגן אשר מתרחש במהירות קרובה למהירות הקול.

איך זה קורה? כאשר בלוקים מונחים זה על זה, ולפני שכל תנועה יכולה להתרחש, הם מחוברים על ידי נקודות מגע שלובות המגדירות את השפה של החומר. על מנת שתתרחש תנועה, קשרים שלובים אלו צריכים להישבר והתהליך הפיזי הזה נקרא תהליך שבר. תהליך זה מתואר על ידי התיאוריה של התפשטות סדקים, הקובעת כי לחצים (או כוחות) בקצה התחלתי של סדק גדלים ומועצמים מאוד ככל שהסדק מתפשט, גם אם סך הכוחות המופעלים מלכתחילה די חלשים.

"התבונות שהושגו במחקר שלנו מספקות פרדיגמה חדשה להבנת חיכוך ונותנות לנו תיאור יסודי חדש של המכניקה האחראית להתנהגותן של רעידות אדמה- החלקה של לוחות טקטוניים זה על גבי זה בנסיבות טבעיות." אומר פיינברג. "בדרך זו, אנו יכולים כעת להבין תהליכים חשובים אשר מתרחשים לרב בסתר, קילומטרים מתחת לפני השטח".