Сверхсдвиговое землетрясение - Supershear earthquake

Часть серия на
Землетрясения
  • Портал наук о Земле

А сверхсдвиговое землетрясение является землетрясение в котором распространение разрыва по поверхности разлома происходит со скоростью, превышающей сейсмическую поперечная волна (S-волна) скорость. Это вызывает эффект, аналогичный ударная волна.[1]

Скорость распространения разрыва

Во время сейсмических событий вдоль поверхности разлома смещение начинается в фокусе, а затем распространяется наружу. Обычно для сильных землетрясений фокус находится в направлении одного конца поверхности скольжения, и большая часть распространения является однонаправленной (например, 2008 Сычуань и Землетрясения 2004 г. в Индийском океане ).[2] В прошлом теоретические исследования предполагали, что верхняя граница скорости распространения равна Волны Рэлея, примерно 0,92 скорости поперечной волны.[3] Однако свидетельства распространения на скоростях между S-волной и волна сжатия (P-волна) значения были зарегистрированы для нескольких землетрясений.[4][5] в соответствии с теоретическими и лабораторными исследованиями, подтверждающими возможность распространения разрыва в этом диапазоне скоростей.[6][7]

Вхождение

Трещины режима I, режима II и режима III.

Признаки распространения разрыва со скоростями, превышающими ожидаемые для окружающей земной коры скорости поперечных волн, наблюдались для нескольких крупных землетрясений, связанных с сдвиговые разломы. Во время сдвига основная составляющая распространения разрыва будет горизонтальной в направлении смещения, как Режим II (в плоскости) трещина сдвига. Это контрастирует с разрывом при падении-проскальзывании, где основное направление распространения разрыва будет перпендикулярно смещению, как Режим III (антиплоскостной) сдвиг трещины. Теоретические исследования показали, что трещины режима III ограничены скоростью поперечной волны, но трещины режима II могут распространяться между скоростями S- и P-волн.[8] и это может объяснить, почему сверхсдвиговые землетрясения на разломах падения-скольжения не наблюдались.

Инициирование сверхсдвигового разрыва

Диапазон скоростей разрыва между волнами Рэлея и поперечными волнами остается запрещенным для трещины моды II (хорошее приближение к сдвиговому разрыву). Это означает, что разрыв не может ускоряться от скорости Рэлея до скорости поперечной волны. В механизме «Берриджа – Эндрюса» сверхсдвиговый разрыв инициируется «дочерним» разрывом в зоне высокого напряжения сдвига, развивающейся на распространяющейся вершине начального разрыва. Из-за этой зоны высокого напряжения этот дочерний разрыв может начать распространяться со сверхвысокой скоростью, прежде чем объединиться с существующим разрывом.[9] Экспериментальный разрыв трещины сдвига с использованием пластин фотоупругий Материал, вызвал переход от суб-рэлеевского к сверхсдвиговому разрыву с помощью механизма, который «качественно соответствует хорошо известному механизму Берриджа-Эндрюса».[10]

Геологические эффекты

Считается, что высокие скорости деформации, ожидаемые вблизи разломов, на которые распространяется сверхсдвиг, приводят к образованию так называемых пылевидных пород. При измельчении образуется множество мелких микротрещин, размер которых меньше размера зерен породы, при сохранении более ранних ткань, совершенно отличный от нормальной брекчии и катаклаз встречается в большинстве зон разломов. О таких породах сообщалось на расстоянии до 400 м от крупных сдвиговых разрывов, таких как разлом Сан-Андреас. Связь между сверхсдвигом и возникновением пылевидных пород подтверждается лабораторными экспериментами, которые показывают, что для возникновения такой интенсивной трещиноватости необходимы очень высокие скорости деформации.[11]

Примеры

Непосредственно наблюдается

Предполагаемый

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Леви Д. (2 декабря 2005 г.). «Спустя столетие после землетрясения 1906 года геофизики возвращаются к« Большому »и предлагают новую модель». пресс-релиз. Стэндфордский Университет.
  2. ^ Макгуайр Дж. Дж., Чжао Л. и Джордан Т. Х. (2002). «Преобладание одностороннего разрыва в глобальном каталоге сильных землетрясений» (PDF). Бюллетень сейсмологического общества Америки. 92 (8): 3309–3317. Дои:10.1785/0120010293.
  3. ^ Броберг К.Б (1996). «Как быстро может пойти трещина?». Материаловедение. 32: 80–86. Дои:10.1007 / BF02538928.
  4. ^ а б Арчулета, Р.Дж. 1984 г. Модель разломов землетрясения в Имперской долине 1979 г., J. Geophys. Res., 89, 4559–4585.
  5. ^ Ellsworth, W.L. И Челеби, М. 1999. Временные истории смещения ближнего поля для M 7.4 Коджаэли (Изимит), Турция, землетрясение 17 августа 1999 г., Am. Geophys. Union, FallMeeting Suppl. 80, F648.
  6. ^ Окубо П.Г. (1989). «Динамическое моделирование разрыва с определяющими отношениями, полученными в лаборатории». Журнал геофизических исследований. 94 (B9): 12321–12335. Bibcode:1989JGR .... 9412321O. Дои:10.1029 / JB094iB09p12321.
  7. ^ Rosakis A.J .; Самудрала О .; Кокер Д. (1999). «Трещины быстрее, чем скорость поперечной волны». Наука. 284 (5418): 1337–1340. Bibcode:1999Научный ... 284.1337R. Дои:10.1126 / science.284.5418.1337. PMID  10334984.
  8. ^ Шольц, Кристофер Х. (2002). Механика землетрясений и разломов. Издательство Кембриджского университета. стр.471. ISBN  978-0-521-65540-8.
  9. ^ Rosakis, A.J .; Xia, K .; Lykotrafitis, G .; Канамори, Х. (2009). «Разрыв динамического сдвига в интерфейсах трения: скорость, направленность и режимы». В Канамори Х. и Шуберт Г. (ред.). Сейсмология землетрясений. Трактат по геофизике. 4. Эльзевир. С. 11–20. Дои:10.1016 / B978-0-444-53802-4.00072-5. ISBN  9780444534637.
  10. ^ Xia, K .; Rosakis, A.J .; Канамори, Х. (2005). «Суперсдвиг и переход от суб-рэлея к сверхсдвигу, наблюдаемый в лабораторных экспериментах по землетрясениям» (PDF). Экспериментальные методы. Получено 28 апреля 2012.
  11. ^ Доан М.-Л .; Гэри Г. (2009). «Измельчение горных пород при высокой скорости деформации в районе разлома Сан-Андреас» (PDF). Природа Геонауки. 2 (10): 709–712. Bibcode:2009НатГе ... 2..709Д. Дои:10.1038 / ngeo640.
  12. ^ а б [1] Бушон М., М.-П. Боуэн, Х. Карабулут, М. Н. Токсез, М. Дитрих и А. Дж. Розакис (2001), Насколько быстро происходит разрыв при землетрясении? Новые сведения о землетрясениях в Турции в 1999 г., Geophys. Res. Lett., 28 (14), 2723–2726].
  13. ^ Bouchon M .; Валле М. (2003). «Наблюдение за длинным сверхсдвиговым разрывом во время землетрясения Куньлуньшань магнитудой 8,1». Наука. 301 (5634): 824–826. Bibcode:2003Наука ... 301..824B. Дои:10.1126 / science.1086832. PMID  12907799.
  14. ^ а б Уокер, К.Т .; Ширер П.М. (2009). «Освещение околозвуковых скоростей разрыва внутриконтинентальных сдвиговых землетрясений в Кококсили Mw 7.8 и разлома Денали Mw 7.9 с помощью глобальной обратной проекции P-волны» (PDF). Журнал геофизических исследований. 114 (B02304): B02304. Bibcode:2009JGRB..114.2304W. Дои:10.1029 / 2008JB005738. Получено 1 мая 2011.
  15. ^ Dunham E.M .; Арчулета Р.Дж. (2004). «Свидетельства сверхсдвигового переходного процесса во время землетрясения в результате разлома Денали в 2002 году» (PDF). Бюллетень сейсмологического общества Америки. 92 (6B): S256 – S268. Дои:10.1785/0120040616.
  16. ^ Wang, D .; Мори Дж. (2012). «Землетрясение в Цинхай, Китай, 2010 г.: умеренное землетрясение со сверхсдвиговым разрывом». Бюллетень сейсмологического общества Америки. 102 (1): 301–308. Bibcode:2012BuSSA.102..301W. Дои:10.1785/0120110034. Получено 24 апреля 2012.
  17. ^ Ван Д., Мори Дж. Учидэ Т. (2012). «Сверхсдвиговый разрыв на множественных разломах для землетрясения Mw 8.6 у северной Суматры, Индонезия, 11 апреля 2012 г.». Письма о геофизических исследованиях. 39 (21): L21307. Bibcode:2012GeoRL..3921307W. Дои:10.1029 / 2012GL053622.
  18. ^ Юэ Х., Лэй Т. Фреймюллер Дж .; и другие. (2013). «Сверхсдвиговый разрыв в результате землетрясения в Крейге, Аляска, 5 января 2013 г. (Mw 7.5)». Журнал геофизических исследований. 108 (11): 5903–5919. Bibcode:2013JGRB..118.5903Y. Дои:10.1002 / 2013JB010594.
  19. ^ Evangelidis C.P. (2014). «Визуализация сверхсдвигового разрыва для землетрясения в Северном Эгейском море 2014 г. с магнитудой 6,9 балла с помощью обратной проекции волновых форм сильного движения». Письма о геофизических исследованиях. 42 (2): 307–315. Bibcode:2015GeoRL..42..307E. Дои:10.1002 / 2014GL062513.
  20. ^ Sangha S .; Пельтцер Г .; Чжан А .; Meng L .; Liang C .; Lundgren P .; Филдинг Э. (2017). «Геометрия разлома 2015 года, Mw7.2 Мургаб, Таджикистан, землетрясение контролирует распространение разрыва: выводы из InSAR и сейсмологических данных». Письма по науке о Земле и планетах. 462: 132–141. Bibcode:2017E и PSL.462..132S. Дои:10.1016 / j.epsl.2017.01.018.
  21. ^ Хикс, Стивен П .; Окуваки, Ре; Стейнберг, Андреас; Rychert, Catherine A .; Хармон, Николас; Аберкромби, Рэйчел Э .; Богиатзис, Петрос; Шлафорст, Дэвид; Заградник, Иржи; Кендалл, Джей-Майкл; Яги, Юджи (10.08.2020). «Обратно распространяющийся сверхсдвиговый разрыв в землетрясении по трансформному разлому Романш Mw 7.1 в 2016 г.». Природа Геонауки. Дои:10.1038 / s41561-020-0619-9. ISSN  1752-0894.
  22. ^ Kehoe, H.L .; Кисер, Э. Д. (9 апреля 2020 г.). "Свидетельство перехода сверхсдвига через уступ разлома". Письма о геофизических исследованиях. 47 (10). Дои:10.1029 / 2020GL087400.
  23. ^ Бао, Хань; Ампуэро, Жан-Поль; Менг, Лингсен; Филдинг, Эрик Дж .; Лян, Кунжэнь; Миллинер, Кристофер В. Д .; Фэн, Тиан; Хуан, Хуэй (4 февраля 2019 г.). «Ранний и стойкий сверхсдвиговый разрыв землетрясения Палу магнитудой 7,5 балла 2018 года». Природа Геонауки. 12 (3): 200–205. Дои:10.1038 / s41561-018-0297-z.
  24. ^ Песня, С. Бероза, Г. И Сегалл, П. 2005 г. Доказательства сверхсдвигового разрыва во время землетрясения в Сан-Франциско 1906 года. Eos.Trans.AGU, 86 (52), Fall Meet.Suppl., Abstract S12A-05
  25. ^ «Исследователи находят доказательства сверхбыстрого глубокого землетрясения». Phys.org. 10 июля 2014 г.. Получено 10 июля, 2014.

внешняя ссылка