Supershear zemětřesení - Supershear earthquake

Část série na
Zemětřesení
  • Portál věd o Zemi

A supershear zemětřesení je zemětřesení ve kterém k šíření trhlin podél zlomové plochy dochází při rychlostech vyšších než seismické smyková vlna Rychlost (vlna S). To způsobí účinek analogický k a zvukový boom.[1]

Rychlost šíření trhlin

Během seismických událostí podél povrchu poruchy se iniciuje posunutí v ohnisku a poté se šíří směrem ven. Typicky pro velká zemětřesení leží ohnisko směrem k jednomu konci smykové plochy a velká část šíření je jednosměrná (např. 2008 S'-čchuan a 2004 zemětřesení v Indickém oceánu ).[2] Teoretické studie v minulosti naznačovaly, že horní mez pro rychlost šíření je ta Rayleighovy vlny, přibližně 0,92 rychlosti smykových vln.[3] Důkazy o šíření rychlostí mezi S-vlnou a kompresní vlna Hodnoty (vlny P) byly hlášeny u několika zemětřesení[4][5] ve shodě s teoretickými a laboratorními studiemi, které podporují možnost šíření trhlin v tomto rozsahu rychlostí.[6][7]

Výskyt

Praskliny Mode-I, Mode-II a Mode-III.

Důkazy šíření trhlin při rychlostech větších, než jsou rychlosti S-vlny očekávané pro okolní kůru, byly pozorovány u několika velkých zemětřesení spojených s poruchy úderu. Během úderu bude hlavní složka šíření trhlin vodorovná ve směru posunu jako a Režim II (v rovině) smyková trhlina. To kontrastuje s protržením protržením, kde hlavní směr šíření prasknutí bude kolmý na posunutí, jako Režim III (protiletadlová) smyková trhlina. Teoretické studie ukázaly, že trhliny módu III jsou omezeny na rychlost smykových vln, ale že trhliny módu II se mohou šířit mezi rychlostmi vln S a P[8] a to může vysvětlovat, proč na poruchách prokluzu nebyla pozorována zemětřesení supershear.

Zahájení prasknutí supershear

Rozsah trhlinových rychlostí mezi paprsky Rayleighových vln a smykovými vlnami zůstává pro trhlinu módu II zakázán (dobrá aproximace k prasknutí úderem). To znamená, že prasknutí nemůže zrychlit z rychlosti Rayleigh na rychlost smykových vln. V mechanismu „Burridge – Andrews“ je ruptura supershear zahájena při „dceřiné“ ruptuře v zóně vysokého smykového napětí vyvinutého na šířící se špičce počáteční ruptury. Kvůli této oblasti s vysokým napětím se tato dceřiná ruptura může začít šířit rychlostí supershear před kombinací s existující rupturou.[9] Experimentální prasknutí smykové trhliny pomocí desek a fotoelastické materiál, způsobil přechod od sub-Rayleighovy k prasknutí supershear mechanismem, který „kvalitativně odpovídá známému Burridge-Andrewsovu mechanismu“.[10]

Geologické účinky

Předpokládá se, že vysoká míra namáhání v blízkosti poruch, které jsou ovlivňovány šířením supershear, vytváří to, co je popsáno jako práškové horniny. Rozmělňování zahrnuje vývoj mnoha malých mikrotrhlin v měřítku menším, než je velikost zrn horniny, při zachování dřívějších tkanina, zcela odlišný od běžného brecciation a kataklasa ve většině poruchových zón. Takové horniny byly hlášeny až 400 m od velkých stávkujících poruch, jako je chyba San Andreas. Souvislost mezi supershearem a výskytem práškových hornin je podporována laboratorními experimenty, které ukazují, že k dosažení tak intenzivního štěpení jsou nutné velmi vysoké rychlosti deformace.[11]

Příklady

Přímo pozorováno

Odvozeno

Viz také

Reference

  1. ^ Levy D. (2. prosince 2005). „Sto let po zemětřesení v roce 1906 geofyzici znovu navštívili„ Velkou “a přišli s novým modelem.“. tisková zpráva. Stanfordská Univerzita.
  2. ^ McGuire J.J., Zhao L. & Jordan T.H. (2002). „Převaha jednostranného prasknutí pro globální katalog velkých zemětřesení“ (PDF). Bulletin of Seismological Society of America. 92 (8): 3309–3317. doi:10.1785/0120010293.
  3. ^ Broberg K. B. (1996). „Jak rychle může prasknout?“. Věda o materiálech. 32: 80–86. doi:10.1007 / BF02538928.
  4. ^ A b Archuleta, R.J. 1984. Chybný model pro zemětřesení v Imperial Valley v roce 1979 J. Geophys. Res., 89, 4559–4585.
  5. ^ Ellsworth, W.L. & Celebi, M. 1999. Časové historie posunutí blízkého pole M 7,4 Kocaeli (Izimit), Turecko, zemětřesení ze dne 17. srpna 1999, Am. Geophys. Union, FallMeeting Suppl. 80, F648.
  6. ^ Okubo P.G. (1989). "Dynamické modelování trhlin s laboratorně odvozenými konstitutivními vztahy". Journal of Geophysical Research. 94 (B9): 12321–12335. Bibcode:1989JGR .... 9412321O. doi:10.1029 / JB094iB09p12321.
  7. ^ Rosakis A.J .; Samudrala O .; Coker D. (1999). „Praskne rychleji než rychlost smykových vln“. Věda. 284 (5418): 1337–1340. Bibcode:1999Sci ... 284.1337R. doi:10.1126 / science.284.5418.1337. PMID  10334984.
  8. ^ Scholz, Christopher H. (2002). Mechanika zemětřesení a poruch. Cambridge University Press. str.471. ISBN  978-0-521-65540-8.
  9. ^ Rosakis, A.J .; Xia, K .; Lykotrafitis, G .; Kanamori, H. (2009). "Dynamické smykové přetržení v třecích rozhraních: rychlost, směrovost a režimy". V Kanamori H. & Schubert G. (ed.). Seismologie zemětřesení. Pojednání o geofyzice. 4. Elsevier. str. 11–20. doi:10.1016 / B978-0-444-53802-4.00072-5. ISBN  9780444534637.
  10. ^ Xia, K .; Rosakis, A.J .; Kanamori, H. (2005). „Supershear a sub-Rayleigh to Supershear přechod pozorovaný při laboratorních pokusech o zemětřesení“ (PDF). Experimentální techniky. Citováno 28. dubna 2012.
  11. ^ Doan M.-L .; Gary G. (2009). „Rozdrcení horniny při vysoké rychlosti deformace poblíž poruchy San Andreas“ (PDF). Nature Geoscience. 2 (10): 709–712. Bibcode:2009NatGe ... 2..709D. doi:10.1038 / ngeo640.
  12. ^ A b [1] Bouchon, M., M.-P. Bouin, H. Karabulut, M. N. Toksöz, M. Dietrich a A. J. Rosakis (2001), Jak rychlá je prasknutí během zemětřesení? Nové poznatky ze zemětřesení v Turecku v roce 1999, Geophys. Res. Lett., 28 (14), 2723–2726.]
  13. ^ Bouchon M .; Vallee M. (2003). „Pozorování prasknutí dlouhého supershearu během zemětřesení v Kunlunshanu o síle 8,1“. Věda. 301 (5634): 824–826. Bibcode:2003Sci ... 301..824B. doi:10.1126 / science.1086832. PMID  12907799.
  14. ^ A b Walker, K.T .; Shearer P.M. (2009). „Osvětlující téměř sonické rychlosti prasknutí intrakontinentálních zemětřesení Kokoxili Mw 7,8 a Denali fault Mw 7,9 s globálním zobrazováním zpětné projekce vln P“ (PDF). Journal of Geophysical Research. 114 (B02304): B02304. Bibcode:2009JGRB..114,2304W. doi:10.1029 / 2008JB005738. Citováno 1. května 2011.
  15. ^ Dunham E.M .; Archuleta R.J. (2004). „Důkazy o přechodném rázu během zemětřesení v Denali Fault 2002“ (PDF). Bulletin of Seismological Society of America. 92 (6B): S256 – S268. doi:10.1785/0120040616.
  16. ^ Wang, D .; Mori J. (2012). „Zemětřesení Qinghai v Číně v roce 2010: mírné zemětřesení s prasknutím Supershear“. Bulletin of Seismological Society of America. 102 (1): 301–308. Bibcode:2012BuSSA.102..301W. doi:10.1785/0120110034. Citováno 24. dubna 2012.
  17. ^ Wang D., Mori J. Uchide T. (2012). „Supershear rupture on multiple faults for the Mw 8,6 Off Northern Sumatra, Indonesia earth on 11. dubna 2012“. Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 39 (21): L21307. Bibcode:2012GeoRL..3921307W. doi:10.1029 / 2012GL053622.
  18. ^ Yue H., Lay T. Freymuller J .; et al. (2013). „Supershear rupture of the 5.1 January 2013 Craig, Alaska (Mw 7.5) earthquake“. Journal of Geophysical Research. 108 (11): 5903–5919. Bibcode:2013JGRB..118,5903Y. doi:10.1002 / 2013JB010594.
  19. ^ Evangelidis C.P. (2014). „Zobrazovací ruptura supershearu pro zemětřesení v severním Egejském moři v roce 2014 o síle 6,9 ​​zpětnou projekcí silných pohybových vln“. Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 42 (2): 307–315. Bibcode:2015GeoRL..42..307E. doi:10.1002 / 2014GL062513.
  20. ^ Sangha S .; Peltzer G .; Zhang A .; Meng L .; Liang C .; Lundgren P .; Fielding E. (2017). „Geometrie poruch z roku 2015, zemětřesení Mw7.2 Murghab, Tádžikistán řídí šíření prasknutí: Pohledy z InSAR a seismologická data“. Dopisy o Zemi a planetách. 462: 132–141. Bibcode:2017E & PSL.462..132S. doi:10.1016 / j.epsl.2017.01.018.
  21. ^ Hicks, Stephen P .; Okuwaki, Ryo; Steinberg, Andreas; Rychert, Catherine A .; Harmon, Nicholas; Abercrombie, Rachel E .; Bogiatzis, Petros; Schlaphorst, David; Zahradník, Jiří; Kendall, J-Michael; Yagi, Yuji (10.08.2020). „Zpětné šíření prasknutí supershearu při zemětřesení Mw 7.1 Romanche transformace poruchy 2016“. Nature Geoscience. doi:10.1038 / s41561-020-0619-9. ISSN  1752-0894.
  22. ^ Kehoe, H.L .; Kiser, E. D. (9. dubna 2020). "Důkaz přechodu Supershear přes poruchu". Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 47 (10). doi:10.1029 / 2020GL087400.
  23. ^ Bao, Han; Ampuero, Jean-Paul; Meng, Lingsen; Fielding, Eric J .; Liang, Cunren; Milliner, Christopher W. D .; Feng, Tian; Huang, Hui (4. února 2019). „Včasné a přetrvávající prasknutí supershearu zemětřesení Palu o síle 7,5 stupně z roku 2018“. Nature Geoscience. 12 (3): 200–205. doi:10.1038 / s41561-018-0297-z.
  24. ^ Song, S. Beroza, G.C. & Segall, P. 2005. Důkazy o prasknutí supershearu během zemětřesení v San Francisku v roce 1906. Eos.Trans.AGU, 86 (52), Fall Meet. Suppl., Abstract S12A-05
  25. ^ „Vědci našli důkazy o superrychlém hlubokém zemětřesení“. Phys.org. 10. července 2014. Citováno 10. července 2014.

externí odkazy