Землетрясение разрыв
В сейсмологии землетрясение — это степень скольжения , происходящего во время землетрясения в земной коре . Землетрясения происходят по многим причинам, в том числе: оползни, движение магмы в вулкане, образование нового разлома или, что чаще всего, сдвиг по существующему разлому. [ 1 ]
Нуклеация
[ редактировать ]Тектоническое землетрясение начинается с первоначального разрыва в точке на поверхности разлома — процесса, известного как зародышеобразование. Масштаб зоны нуклеации неизвестен, при этом некоторые свидетельства, такие как размеры разрывов самых маленьких землетрясений, позволяют предположить, что она меньше 100 м, в то время как другие свидетельства, такие как медленный компонент, обнаруженный по низкочастотным спектрам некоторых землетрясений, предположим, что он больше. [ 2 ] Возможность того, что зарождение включает в себя какой-то подготовительный процесс, подтверждается наблюдением, что около 40% землетрясений предшествуют форшоки . Однако некоторые сильные землетрясения, такие как землетрясение в Индии и Китае М8,6 в 1950 г. , [ 3 ] не имеют форшоков, и остается неясным, вызывают ли они просто изменения напряжений или являются просто результатом возрастания напряжений в районе главного толчка. [ 4 ]
Как только разрыв начался, он начинает распространяться вдоль поверхности разлома. Механика этого процесса плохо изучена, отчасти потому, что трудно воссоздать высокие скорости скольжения в лаборатории. Кроме того, эффекты сильного движения грунта очень затрудняют запись информации вблизи зоны зародышеобразования. [ 2 ]
Распространение
[ редактировать ]После зарождения разрыв распространяется от гипоцентра во всех направлениях вдоль поверхности разлома. Распространение будет продолжаться до тех пор, пока накопленной энергии деформации будет достаточно для создания новой поверхности разрыва. Хотя разрыв начинает распространяться во всех направлениях, он часто становится однонаправленным, причем большая часть распространения происходит преимущественно в горизонтальном направлении. В зависимости от глубины гипоцентра, размера землетрясения и того, простирается ли разлом так далеко, разрыв может достичь поверхности земли, образуя поверхностный разрыв . Разрыв также будет распространяться вниз по плоскости разлома, во многих случаях достигая основания сейсмогенного слоя , ниже которого деформация начинает приобретать более пластичный характер. [ 2 ]
Распространение может происходить из-за одной неисправности, но во многих случаях разрыв начинается с одной неисправности, а затем переходит к другой, иногда неоднократно. Землетрясение в Денали 2002 года началось в результате надвига ледника Суцина, а затем на большей части своего распространения перешло на разлом Денали, прежде чем, наконец, снова перескочить на разлом Точунда . Разрыв землетрясения Кайкоура 2016 года был особенно сложным: разрыв поверхности наблюдался как минимум в 21 отдельном разломе. [ 5 ]
Прекращение действия
[ редактировать ]В некоторых разрывах просто заканчивается достаточное количество накопленной энергии, что предотвращает дальнейшее распространение. [ 2 ] Это может быть либо результатом релаксации напряжений из-за более раннего землетрясения в другой части разлома, либо потому, что следующий сегмент движется в результате асейсмической ползучести , так что напряжение никогда не нарастает в достаточной степени, чтобы поддерживать распространение разрыва. В других случаях имеются веские доказательства существования устойчивых препятствий для распространения землетрясений, определяющих верхний предел магнитуды землетрясения. Длина разрыва коррелирует с магнитудой землетрясения и варьируется от порядка однозначных километров для землетрясений магнитудой 5–6 до сотен километров для более сильных землетрясений (магнитудой 7–9), хотя корреляция не точна и существуют выбросы. . [ 6 ]
Скорость
[ редактировать ]Большинство разрывов распространяются со скоростью в диапазоне 0,5–0,7 скорости поперечной волны , и лишь небольшая часть разрывов распространяется значительно быстрее или медленнее этой скорости.
Верхним пределом нормального распространения является скорость волн Рэлея , составляющая 0,92 скорости поперечной волны, обычно около 3,5 км в секунду. Наблюдения за некоторыми землетрясениями показывают, что разрывы могут распространяться со скоростями между скоростью S-волны и P-волны . Все эти сверхсдвиговые землетрясения связаны со сдвиговыми движениями. Разрыв не может ускориться за пределы волны Рэлея, поэтому общепринятым механизмом является то, что сверхсдвиговый разрыв начинается на отдельном «дочернем» разрыве в зоне высокого напряжения на кончике распространяющегося основного разрыва. [ 7 ] Все наблюдаемые примеры свидетельствуют о переходе к сверхсдвигу в точке, где разрыв перескакивает с одного сегмента разлома на другой.
Более медленное, чем обычно, распространение разрыва связано с наличием относительно механически слабого материала в зоне разлома. Это особенно актуально для некоторых мегаземлетрясений , при которых скорость разрушения составляет около 1,0 км в секунду. Эти землетрясения-цунами опасны, потому что большая часть выброса энергии происходит с более низкой частотой, чем обычные землетрясения, и им не хватает пиков сейсмической волновой активности, которые могли бы предупредить прибрежное население о возможном риске цунами. Обычно величина поверхностной волны для такого события намного меньше, чем моментная величина , поскольку первая не улавливает более длинноволновое выделение энергии. [ 8 ] Землетрясение Санрику 1896 года осталось почти незамеченным, но связанное с ним цунами унесло жизни более 22 000 человек.
Чрезвычайно медленные разрывы происходят в масштабе времени от нескольких часов до недель, вызывая медленные землетрясения . Эти очень медленные разрывы происходят глубже, чем зона блокировки, где обычные землетрясения происходят на тех же меганадвигах. [ 9 ]
См. также
[ редактировать ]- Неровность (ошибки)
- Магнитуда продолжительности землетрясения
- Магнитуда землетрясения
- Эпицентральное расстояние
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Стивен Маршак, Земля: Портрет планеты (Нью-Йорк: WW Norton & Company, 2001): 305–6.
- ^ Jump up to: а б с д Национальный исследовательский совет (США). Комитет по науке о землетрясениях (2003 г.). «5. Физика землетрясений и наука о системах разломов» . Жизнь на активной Земле: перспективы науки о землетрясениях . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. п. 418 . ISBN 978-0-309-06562-7 . Проверено 8 июля 2010 г.
- ^ Каял, младший (2008). Сейсмология микроземлетрясений и сейсмотектоника Южной Азии . Спрингер. п. 15. ISBN 978-1-4020-8179-8 . Проверено 29 ноября 2010 г.
- ^ Маэда, К. (1999). «Временное распределение непосредственных форшоков, полученное методом суммирования» . В Висс М., Симадзаки К. и Ито А. (ред.). Закономерности сейсмичности, их статистическая значимость и физический смысл . Перепечатка из тематических томов Pageoph. Биркхойзер. стр. 381–394. ISBN 978-3-7643-6209-6 . Проверено 29 ноября 2010 г.
- ^ Стирлинг М.В., Личфилд, Нью-Джерси, Вилламор П., Ван Диссен Р.Дж., Никол А., Петтинга Дж., Барнс П., Лэнгридж Р.М., Литтл Т., Баррелл Д.Дж.А., Маунтджой Дж., Райс В.Ф., Роуленд Дж., Фентон С., Хэмлинг И., Ашер С., Барьер А, Бенсон А, Бишофф А, Борелла, Карн Р, Кокран ЮА, Кокрофт М, Кокс СК, Дьюк Г, Фентон Ф, Гасстон С, Гримшоу С, Хейл Д, Холл Б, Хао КХ, Хатем А, Хемфилл-Хейли М, Херон Д.В., Ховарт Дж., Джунипер З., Кейн Т., Кирс Дж., Хаджави Н., Ламарш Дж., Лоусон С., Лукович Б., Мадуго С., Манусакис И., МакКолл С., Ноубл Д., Педли К., Зауэр К., Шталь Т., Стронг Д.Т. , Таунсенд Д.Б., Той В., Вильнёв М., Вандрес А., Уильямс Дж., Вельц С. и Р. Зинке (2017). « Землетрясение в Кайкоуре силой 7,8 балла, 2016 г.» (PDF) . Бюллетень Новозеландского общества сейсмической инженерии . 50 (2): 73–84. дои : 10.5459/bnzsee.50.2.73-84 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Марк, РК; Бонилья, Мануэль Г. (1977). «Регрессионный анализ магнитуды землетрясения и длины поверхностного разлома с использованием данных Бониллы и Бьюкенена за 1970 год» (PDF) . Менло-Парк, Калифорния: ОТДЕЛ ВНУТРЕННИХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ . Проверено 14 февраля 2023 г.
- ^ Розакис, Эй Джей; Ся, К.; Ликотрафитис, Г.; Канамори, Х. (2009). «Динамический сдвиговый разрыв во фрикционных взаимодействиях: скорость, направленность и режимы». В Канамори Х. и Шуберт Г. (ред.). Сейсмология землетрясений . Трактат по геофизике. Том. 4. Эльзевир . стр. 11–20. дои : 10.1016/B978-0-444-53802-4.00072-5 . ISBN 9780444534637 .
- ^ Брайант, Э. (2008). «5. Цунами, вызванное землетрясением» . Цунами: недооцененная опасность (2-е изд.). Спрингер. стр. 129–138. ISBN 978-3-540-74273-9 . Проверено 19 июля 2011 г.
- ^ Кесада-Рейес А. «Медленные землетрясения: обзор» (PDF) . Проверено 1 ноября 2018 г.