浙江
一项新的研究揭示了地震发生的基本机理，澄清了从缓慢蠕动到剧烈地震破裂的神秘转变。 通过先进的实验和创新的建模，研究人员发现，沿断层线逐渐、无声的应力释放是地震活动的关键触发因素。
这项研究强调了以前被低估的断层几何形状的作用，对长期存在的理论提出了挑战，并为地震的引发提供了新的视角。 这些见解不仅加深了我们对自然界最强大力量之一的理解，还为改进地震预测提供了前景广阔的途径。
关于摩擦破裂和地震成核的突破性研究
耶路撒冷希伯来大学拉卡物理研究所的研究人员在 Jay Fineberg 教授和博士生 Shahar Gvirtzman 学生 Shahar Gvirtzman 与苏黎世联邦理工学院的 David S. Kammer 教授和里昂高等师范学院的 Mokhtar Adda-Bedia 教授合作，揭示了摩擦破裂和地震成核的驱动机制。 他们的研究填补了我们对从缓慢的无震运动到快速地震破裂这一过渡过程的认识上的重要空白。
研究小组进行了实验并开发了理论模型，以证明应力阈值处缓慢、稳定的蠕变如何转变为与地震相关的动态破裂。 通过扩展断裂力学原理，研究人员纳入了断层界面的有限宽度，这是传统模型中经常忽略的一个因素。
Fineberg教授解释说："我们的研究结果挑战并完善了传统的断裂动力学模型。在局部应力和几何约束的驱动下，缓慢的无震过程是地震破裂的先决条件。 这对于理解地震何时以及如何开始有着深远的影响。"
该研究的主要亮点包括突破性的实验验证，研究人员采用高速成像和创新方法来观察破裂成核是如何开始的。 他们的研究结果表明，这一过程开始时是小的、缓慢移动的二维摩擦运动斑块。 这些斑块逐渐扩大，最终过渡到传统经典断裂力学所描述的快速动态，标志着我们对这一现象的理解有了重大飞跃。
几何转换与地震预测
该研究还强调了几何转换在控制成核动力学中的关键作用。 通过将断层界面的有限宽度纳入模型，研究人员挑战并完善了现有的地震发生理论。 这种对断层几何特性的关注，为我们提供了对影响地震活动发生的结构和机械因素的新见解。
此外，这项研究还具有深远的现实应用意义。 新开发的框架还让人们对摩擦和材料断裂这两个重要的日常过程有了更深入的了解。 此外，新框架还强调了地震发生前缓慢的非地震过程的重要性。 即使是以前可能被忽视的看似"安静"的地震前兆，也可能蕴含着有关即将发生的地震事件的关键信息。 这一发现有可能为预测模型提供信息，提高我们预测和减轻地震风险的能力。
这项研究的意义不仅限于地震科学，它还为材料强度、断裂动力学和地震活动预测模型的开发提供了启示。
编译自/ScitechDaily
DOI: 10.1038/s41586-024-08287-y
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