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판 구조론과 지진 시뮬레이터

이 시뮬레이션의 방정식

미끄러짐 결손 s = v × t, s = Δσ W ÷ μ가 되면 미끄러진다
v판의 속력 v (연간 cm)손톱이 자라는 속도 정도. 판은 멈추지 않지만 지진과 지진 사이에 단층은 고착되어 있다
μ암석의 전단 탄성률30 GPa
W미끄러지는 단층의 너비수직인 변환 단층은 깊이 15 km까지, 기울어진 섭입대는 100 km. 섭입대 지진이 가장 큰 이유다
Δσ단층이 견디는 응력 Δσ (MPa)지진은 크기와 상관없이 1~10 MPa의 응력을 풀어 낸다
s미끄러짐 결손 (단층이 판보다 얼마나 뒤처졌는지)지진 때 미끄러짐 d로 풀려나며, 다시 쌓이는 데 걸리는 시간이 재래 주기다

현재 값을 넣으면:

M₀ = μ L W d, Mw = (2 ÷ 3)(log₁₀ M₀ − 9.1)
L파열 길이 L (km)한 번에 깨지는 단층의 길이
M₀지진 모멘트, N·m흔들림이 아니라 에너지로 본 지진의 크기
Mw모멘트 규모1이 오를 때마다 에너지는 32배, 2가 오르면 1,000배

현재 값을 넣으면:

t_S − t_P = D (1 ÷ v_S − 1 ÷ v_P), D ≈ 8.4 km × (t_S − t_P, 초)
v_P, v_SP파와 S파의 속력지각에서 P파 (압축파) 6.0 km/s, S파 (전단파) 3.5 km/s
D진앙에서 지진계까지 거리 (km)관측소 하나는 P파와 S파 도착 시각 차로 지진까지의 거리를 알고, 관측소 세 곳이면 위치를 찾는다

현재 값을 넣으면:

지진 시뮬레이터 사용법

  1. 두 판이 한 해에 몇 센티미터씩 엇갈려 움직이지만, 그 사이 단층은 고착되어 있습니다. 단층을 가로지르는 도로와 울타리는 변형이 쌓이면서 휘고, 그래프는 미끄러짐 결손과 단층에 걸린 응력이 해마다 커지는 모습을 보여 줍니다.
  2. 응력이 단층이 견디는 한계에 이르면 한꺼번에 미끄러집니다. 이것이 지진입니다. 도로가 갑자기 어긋나고 (탄성 반발), P파 (파랑)와 S파 (빨강)가 진앙에서 퍼져 나갑니다. 지진계가 이를 기록하며, 그래프의 지진 기록에서 P파가 먼저, 더 센 S파가 나중에 도착하는 것이 보입니다.
  3. 판의 속력, 단층이 견디는 응력, 파열 길이, 경계 종류를 바꾸고, 지진 모멘트로 규모와 지진 사이 간격을 읽습니다. 섭입대는 훨씬 넓은 단층이 깨지므로 가장 큰 지진인 규모 9가 그곳에서 일어납니다. 지진계를 옮기며 S − P 시간이 거리를 알려 주는 모습을 보세요.

자주 묻는 질문

지진은 왜 일어나나요?

지구 바깥 껍질의 판은 한 해에 몇 센티미터씩 움직이지만, 마찰 때문에 판 사이 단층이 고착됩니다. 양쪽 암석은 탄성적으로 휘며 에너지를 저장하다가, 응력이 마찰을 이기면 단층이 몇 초 만에 미끄러지며 수십 년에서 수백 년 동안 쌓인 변형을 풀어냅니다. 이것이 탄성 반발설로, 1906년 샌프란시스코 지진 뒤 울타리와 길이 최대 6 m 어긋난 것이 발견되면서 제안되었습니다.

지진의 규모는 어떻게 재나요?

오늘날에는 모멘트 규모 Mw = (2/3)(log₁₀ M₀ − 9.1)을 씁니다. 지진 모멘트 M₀ = μ × 면적 × 미끄러짐으로, 암석의 강성 × 깨진 단층 면적 × 움직인 거리입니다. 규모가 1 오를 때마다 에너지는 약 32배가 됩니다. 길이 200 km, 미끄러짐 1.5 m인 파열은 약 Mw 7.4이고, 2011년 도호쿠 지진은 약 500 km × 200 km가 최대 50 m 미끄러져 Mw 9.1이었습니다.

P파와 S파는 무엇인가요?

지구 내부를 지나는 두 종류의 지진파입니다. P파 (1차파)는 소리처럼 압축파이며 지각에서 약 6 km/s로 가장 먼저 도착합니다. S파 (2차파)는 땅을 옆으로 흔드는 횡파로 약 3.5 km/s이며 보통 더 셉니다. S파는 액체를 지나지 못하므로, 이것으로 지구 외핵이 녹아 있다는 것을 알아냈습니다.

지진까지의 거리는 어떻게 구하나요?

지진계에서 P파와 S파의 도착 시각 차로 구합니다. 두 파는 같은 순간에 출발했으므로 차이가 거리와 함께 커지며, D = (t_S − t_P) ÷ (1/v_S − 1/v_P), 지각에서는 차이 1초당 약 8 km입니다. 관측소 하나는 거리, 곧 지도 위의 원 하나를 주고, 관측소 셋의 원이 만나는 곳이 진앙입니다.

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아니요. 시뮬레이션은 사용자의 브라우저가 WebGL로 직접 그립니다. 어디에도 전송되지 않으며, 페이지를 한 번 불러오면 오프라인에서도 계속 작동합니다.

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