Bild nicht mehr verfügbar.

Capelli d'Angelo

Foto: Archiv

University Park/Pennsylvania - Geowissenschaftler der Penn State University wollen mit Hilfe der Nudelsorte Capelli d'Angelo ("Engelshaar-Pasta"; also in etwa ganz feinen Spaghetti) Einblicke in die Reibungskräfte bei Erdbeben-Verwerfungen erhalten. Ziel des Pasta-Experiments ist es, aussagekräftigere Informationen als dies durch gängige numerische Methoden der Fall ist, zu erhalten. Die einfachen Laborversuche sollen die Realität besser abbilden als bisherige Computermodelle. Diese legen ihren Berechnungen meistens ein- oder zweidimensionale, glatte Teilchen zugrunde. Natürlicherweise sind die Teilchen aber dreidimensional, rauh und unregelmäßig geformt. Die Leistungsfähigkeit der Rechner begrenzten bis dato die Experimente mit dreidimensionalen Formen.

"Forscher, die numerische Modelle der Mikromechanik von Trümmerbewegungen in einer tektonischen Verwerfung kreieren, produzieren häufig seltsame Ergebnisse, die mit Laborexperimenten nicht übereinstimmen", erklärte Chris Marone von der Penn State University. Es werde nur wenig getan, um zu klären, wie z.B. die Oberflächenstruktur und die Teilchengröße die Reibung beeinflussen.

Struktur des Füllmaterials

Bei der Gegenbewegung der beiden Seiten einer aktiven Verwerfung sammelt sich loses abgeschabtes Material. Die Teilchen können die Größe eines Sandkornes aber auch die Dimension von Felsbrocken erreichen. Um die Struktur dieses Füllmaterials experimentell zu ermitteln, nutzte das Team um Marone Engelshaar-Pasta, Glasstäbchen- und kügelchen bzw. Sand in unterschiedlicher Anordnung. Sie dienten durch ihre unterschiedliche Größe und Oberfläche als Modelle für das Teilchenverhalten bei typischen Bewegungs- und Reibungsformen einer Verwerfung. "Wir begannen mit den Nudeln, da sie die gleiche Form und Größe wie Glasstäbe besitzen, die noch nicht eingetroffen waren. Da sie sich aber eben so gut eigneten, wurden die Nudeln auch in den folgenden Experimenten eingesetzt", erklärte Marone.

Die Ergebnisse zeigten, dass Abweichungen der jüngsten numerischen Arbeiten auf Unterschiede in den Anfangsbedingungen zurückgehen, das heißt glatte statt rauher Partikel, zweidimensionale statt 3-D-Formen. Außerdem zeigte sich, dass glatte Glaskügelchen andere Ergebnisse als Quarzsand produzieren, da Sand mehr Reibung verursacht als die glatten Kügelchen. Da numerische Modelle keine rauhen Oberflächen simulieren können, sind deren Leistungen deutlich limitiert. Der Geoforscher plant aufgrund der besseren Realitäten-Abbildung durch Glas und Pasta weitere Versuche mit Spaghetti, Spaghettini und anderen Nudelsorten. (pte)