地震断层带比之前想象的要宽得多

在美国地震学会年会上，研究人员探讨了一个看似简单的问题：地质断层有多宽？内华达大学雷诺分校内华达地震实验室的克里斯蒂·罗威和美国地质调查局的亚历克斯·哈特姆分析了单个地震的全球数据，以找到更完整的答案，该答案既能解释地表破裂，又能解释更深的断层运动，包括蠕变部分。

他们的研究结果基于近期在土耳其和加利福尼亚等地区的地震观测，揭示了地震通常不仅涉及单一断层，还涉及复杂的分支断层网络。因此，断层带的宽度可能达到数百米，远远超出了传统的假设。

罗威说：“这意味着，在多次地震中形成的大面积裂缝中，很大一部分可以在一次地震中被激活。”他指出，这个宽度有时大致相当于加州为安全建筑而设立的阿尔奎斯特-普里奥洛区的宽度。

“我们想知道这会如何改变一些事情，比如预期的震动模式，或者地震辐射能量的大小，因为滑移分布在断层多条断层带上和全部发生在断层一条断层带上的情况是不一样的。”

震动模式和能量释放

与此同时，研究人员发现，这些地震的蠕变带宽度要窄得多，无论是在地表附近还是在地下10至25公里深处，这些宽度在2至10米之间的蠕变带“可能是断层最局部的行为”。

罗威说，这项研究强调了以更立体的方式思考故障的重要性。

“作为一名地质学家，当我与地震建模者交谈时，我总是感到一种认知上的脱节，他们用这些二维特征来模拟地震，”她说。“因为纯粹的阻力、强度或摩擦力，来自于在地震期间或两次地震之间变形的岩石体积。所以，这部分岩石的体积大小以某种非常明显的方式控制着断层的强度。”

数据来源和分析方法

研究人员在研究中使用了多种数据，包括破裂图、沿断层缓慢移动的纪念碑调查和卫星观测得出的蠕变区宽度、地震余震的位置、低速损伤区宽度以及由某些类型的岩石（如假玄武岩、超糜棱岩和糜棱岩）划定的区域，这些区域是蠕变和变形的标志。

罗威指出，这些发现还对科学家如何研究过去的地震以计算断层地震复发间隔具有重要意义。

滑移速率和复发间隔可以通过局部测量来约束，但要区分地震期间发生的滑移和地震后发生的非地震滑移可能很困难。Rowe 表示，2014 年加州纳帕地震就是一个很好的例子，他指出，该地震后测量到的滑移几乎有一半是在地震后缓慢发生的。

但如果纳帕地震发生在几千年前，而研究人员在岩石记录中发现了它的痕迹，“你会看到一场更大的地震。你可能会把所有的滑坡都归结为一次单一事件，”罗威说。

在计算复发间隔时，蠕变并不总是被考虑在内，“因此，发现蠕变区非常狭窄意味着，当我们查看那些古地震记录时，我们应该意识到，我们可能会将蠕变与地震滑动结合起来，”她补充道。

编译自/scitechdaily