工作原理：地震仪

地震力学的基本原理很简单：岩石碎片沿着断层相互滑动，释放出被压抑的能量。部分能量向外扩散，形成震动地球的地震波。但这个过程需要多长时间以及能量究竟如何消散仍不得而知。为了了解这些过程，研究人员最近在俄克拉荷马大学建造了一台机器来模拟地壳内部的情况。

两块岩石被一个 500 磅重的飞轮相互磨擦，模拟断层应力，以提供地震能量数据。“大部分能量似乎都用于加热，一些用于研磨材料，”加利福尼亚州门洛帕克美国地质调查局的地球物理学家戴维·洛克纳 (David Lockner) 说。“我们都知道，地面震动辐射的能量最终只占 10% 或更少。”洛克纳说，了解地震能量如何随时间演变将有助于工程师设计更好的抗震结构。

积蓄能量

该仪器的核心是飞轮，这是一种通过高速旋转以机械方式储存能量的装置。它由一台 100 马力的发动机驱动，可在 1/10 秒内达到 3,300 rpm 的转速。飞轮连接到中心轴。

附加轴将离合器与直径为 4 英寸的圆柱形花岗岩或白云石块连接起来，后者与飞轮同步旋转。研究人员使用花岗岩和白云石作为地壳岩石的替代品。

岩石旁边和内部的传感器监测材料在模拟过程中如何变形、研磨和升温（见上图）。例如，红外传感器和热电偶测量岩石温度，而其他传感器测量岩石旋转的速度。

故障建模

为了模拟不同震级的地震，研究人员首先以给定的速度旋转飞轮；飞轮越快，地震就越大。然后研究人员将其与发动机分离，让飞轮依靠自身储存的能量旋转。

紧接着，离合器接合，附着的花岗岩块开始旋转。它与位于上方的一块静止的岩石磨擦。两块岩石相接的地方就是实验断层。

在实验断层处，旋转的岩石将部分动能传递给静止的岩石，它们开始相互研磨和滑移——这是一次微型地震。

统计

机器高度（英尺）： 5.9
飞轮重量（磅）： 500
离合器接合所需秒数： 0.03
迄今为止模拟的最大地震震级： 8.0

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