突破关键难题！中科大解码岩石亚临界破裂 助力地震成核研究

哈喽，大家好，杆哥这篇评论，主要来分析突破关键难题！中科大解码岩石亚临界破裂 助力地震成核研究

看似坚不可摧的岩石，内部竟藏着引发灾害的“隐形隐患”。

近日，中国科学技术大学团队通过实验与模拟，成功揭示岩石低应力蠕变下从微观破裂到宏观失稳的机制，为破解岩石“亚临界破裂”难题提供了“力学解码器”

也为地震成核、地壳应力演化等研究奠定了理论基础。

1. 岩石内部：布满瑕疵的“微型城市”

传统认知里，岩石是完整的固体，但在显微镜下，它更像一座布满瑕疵的“微型城市”。其中最关键的“隐藏角色”是细如发丝的裂纹，这些裂纹虽微小，却直接决定着岩石的强度和断裂时机。

多数灾难性破坏都始于这样一道不起眼的小裂纹。

它们的形成源于岩石形成的自然过程，比如矿物晶粒结晶收缩、地壳长期挤压错动，或是温度骤变、地下水渗流等环境因素，都会在岩石内部留下细微破损。

2低应力下的“静默演变”：岩石的“慢性病”

即便在极低受力条件下，岩石表面看似平静，内部裂纹却在长期缓慢地活动。为弄清裂纹的真实行为，研究团队设计了低应力蠕变实验。

实验用脆性材料聚苯乙烯替代岩石，在试样内预制闭合裂纹，在低于材料破裂强度的条件下持续施加稳定低外力。

借助高精度数字图像相关技术，团队实时监测到裂纹周围的微应变变化，发现即便远未达到岩石承受极限，裂纹仍在持续静默滑动。

应力转移驱动：破裂的“连锁反应”始末

岩石内部的大量微裂纹既独立又相互影响。为破解其群体动力学密码，团队构建了含大量随机分布微裂纹的数值模型，引入速率—状态摩擦理论展开模拟。

模拟显示，初期微破裂均匀分布且互不干扰；中期应力“偏心”导致裂纹相互作用，少数活跃裂纹主导蠕变并簇集；

后期局部裂纹“连点成线”形成剪切带，这正是断层的起点。大破坏并非突然出现，而是微小滑动累积的终极结果。

地球深部的参考价值：为地质研究赋能

实验捕捉到的微裂纹缓慢滑动、累积和扩展过程，在地球深部同样存在，只是时空尺度更宏大。这项研究为认识地球内部动态打开了新窗口。

其不仅为理解地震孕育、地壳应力演化及地下工程长期稳定性奠定基础，也为地质灾害预测提供了全新视角，让人类对地球的认知又迈进一步。