Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Часть серии по
Землетрясения
Типы
Причины
Характеристики
Измерение
Прогноз
Другие темы

Supershear землетрясения является землетрясения , в котором распространение разрыва вдоль поверхности разлома происходит на скорости свыше сейсмической волны сдвига (S-волны) скорости. Это вызывает эффект, аналогичный звуковому буму . [1]

Скорость распространения разрыва [ править ]

Во время сейсмических событий вдоль поверхности разлома смещение начинается в фокусе, а затем распространяется наружу. Обычно для сильных землетрясений фокус находится в направлении одного конца поверхности скольжения, и большая часть распространения является однонаправленной (например, землетрясения в Сычуани в 2008 г. и в Индийском океане 2004 г. ). [2] Теоретические исследования в прошлом предполагали, что верхняя граница для скорости распространения - это оценка волн Рэлея , приблизительно 0,92 скорости поперечной волны. [3] Однако свидетельства распространения со скоростями между значениями S-волны и продольной волны (P-волны) были зарегистрированы для нескольких землетрясений [4] [5]в соответствии с теоретическими и лабораторными исследованиями, подтверждающими возможность распространения разрыва в этом диапазоне скоростей. [6] [7]

Возникновение [ править ]

Трещины режима I, режима II и режима III.

Признаки распространения разрыва со скоростями, превышающими ожидаемые для окружающей земной коры скорости поперечных волн, наблюдались для нескольких крупных землетрясений, связанных со сдвиговыми разломами . Во время сдвига основной компонент распространения разрыва будет горизонтальным в направлении смещения, как трещина сдвига Режима II (в плоскости). Это контрастирует с разрывом при падении-проскальзывании, где основное направление распространения разрыва будет перпендикулярно смещению, как в случае трещины сдвига типа III (антиплоскостной). Теоретические исследования показали, что трещины режима III ограничены скоростью поперечной волны, но трещины режима II могут распространяться между скоростями S- и P-волн [8] и это может объяснить, почему сверхсдвиговые землетрясения на разломах падения-скольжения не наблюдались.

Инициирование сверхсдвигового разрыва [ править ]

Диапазон скоростей разрыва между волнами Рэлея и поперечными волнами остается запрещенным для трещины режима II (хорошее приближение к сдвиговому разрыву). Это означает, что разрыв не может ускоряться от скорости Рэлея до скорости поперечной волны. В механизме «Берриджа – Эндрюса» сверхсдвиговый разрыв инициируется «дочерним» разрывом в зоне высокого напряжения сдвига, развивающейся на распространяющейся вершине начального разрыва. Из-за этой зоны высокого напряжения этот дочерний разрыв может начать распространяться со сверхвысокой скоростью, прежде чем объединиться с существующим разрывом. [9] Экспериментальный разрыв трещины при сдвиге с использованием пластин из фотоупругого материала.Материал, вызвал переход от суб-рэлеевского к сверхсдвиговому разрыву с помощью механизма, который «качественно соответствует хорошо известному механизму Берриджа-Эндрюса». [10]

Геологические эффекты [ править ]

Считается, что высокие скорости деформации, ожидаемые вблизи разломов, на которые распространяется сверхсдвиг, приводят к образованию так называемых пылевидных пород. Распыление включает в себя развитие множества мелких микротрещин меньшего размера, чем размер зерна породы, при сохранении более ранней структуры , совершенно отличной от нормальной брекчии и катаклаза, обнаруживаемых в большинстве зон разломов. О таких породах сообщалось до 400 м от крупных сдвиговых разломов, таких как разлом Сан-Андреас. Связь между сверхсдвигом и возникновением пылевидных пород подтверждается лабораторными экспериментами, которые показывают, что для возникновения такой интенсивной трещиноватости необходимы очень высокие скорости деформации. [11]

Примеры [ править ]

Под непосредственным наблюдением [ править ]

  • Измитское землетрясение 1999 г. магнитудой M w 7,6, связанное со сдвигом в зоне Северо-Анатолийского разлома [12]
  • Землетрясение 1999 г. в Дюздже магнитудой M w 7,2, связанное со сдвигом в зоне Северо-Анатолийского разлома [12]
  • Куньлуньское землетрясение 2001 г. магнитудой M w 7,8, связанное со сдвигом по разлому Куньлунь [13] [14]
  • Землетрясение в Денали в 2002 г. магнитудой M w 7.9, связанное со сдвигом на разломе Денали [14] [15]
  • Землетрясение 2010 г. Юшу магнитудой M w 6.9, связанное со сдвигом на разломе Юшу [16]
  • Землетрясения в Индийском океане 2012 г. с магнитудой M w 8.6, связанные со сдвигом на нескольких сегментах разломов - первое событие сверхсдвига, обнаруженное в океанической литосфере. [17]
  • Землетрясение в Крейге, Аляска , 2013 г. , магнитудой M w 7,6, связанное со сдвигом на разломе Королевы Шарлотты - первое событие сверхсдвига, обнаруженное на границе океанической плиты. [18]
  • Землетрясение в Эгейском море 2014 года с магнитудой M w 6.9, суперсдвиг было обнаружено во время второго субсобытия. [19]
  • Землетрясение 2015 года в Таджикистане магнитудой M w 7,2, суперсдвиг на двух участках с нормальным скольжением на ограничивающем изгибе, соединяющем их. [20]
  • Землетрясение 2016 г. в зоне разлома Романш , магнитудой 7,1, сверхсдвиговый разрыв, направленный на запад после начальной фазы движения на восток трансформного разлома океана Романш в экваториальной Атлантике [21]
  • Землетрясение 2017 г. на Командорских островах магнитудой M w 7,7, сверхсдвиговый переход после прыжка отрыва через уступ разлома. [22]
  • Землетрясение 2018 г. на Сулавеси магнитудой M w 7,5, связанное со сдвигом на разломе Палу-Коро [23]
  • Землетрясение 2020 года в Карибском море с магнитудой M w 7,7, одностороннее распространение разрыва к западу от эпицентра вдоль 300-километрового участка трансформного разлома Ориенте с двумя эпизодами сверхсдвигового разрыва [24]

Предполагаемый [ править ]

  • Землетрясение 1906 года в Сан-Франциско магнитудой M w 7,8, связанное со сдвигом на разломе Сан-Андреас [25]
  • Землетрясение 1979 г. в Имперской долине магнитудой M w 6,4, связанное со сдвигом на Имперском разломе [4]
  • Афтершок землетрясения в Охотском море 2013 года с магнитудой M w 6,7 был чрезвычайно глубоким (640 километров (400 миль)), а также необычно быстрым со скоростью «восемь километров в секунду (пять миль в секунду), что почти на 50 процентов быстрее, чем скорость поперечной волны на эта глубина ". [26]

См. Также [ править ]

  • Медленное землетрясение

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Леви Д. (2 декабря 2005 г.). «Спустя столетие после землетрясения 1906 года геофизики вновь посещают« Большое событие »и предлагают новую модель» . Пресс-релиз . Стэндфордский Университет.
  2. ^ McGuire JJ, Zhao L. & Jordan TH (2002). «Преобладание одностороннего разрыва в глобальном каталоге сильных землетрясений» (PDF) . Бюллетень сейсмологического общества Америки . 92 (8): 3309–3317. DOI : 10.1785 / 0120010293 .
  3. ^ Broberg KB (1996). «Как быстро может пойти трещина?». Материаловедение . 32 : 80–86. DOI : 10.1007 / BF02538928 .
  4. ^ a b Archuleta, RJ 1984. Модель разломов землетрясения в Имперской долине 1979 г. , J. Geophys. Res., 89, 4559–4585.
  5. Перейти ↑ Ellsworth, WL & Celebi, M. 1999. Временные истории смещения ближнего поля для M 7.4 Коджаэли (Изимит), Турция, землетрясение 17 августа 1999 г., Am. Geophys. Union, Fall Meeting Suppl. 80, F648.
  6. Перейти ↑ Okubo PG (1989). «Динамическое моделирование разрыва с определяющими отношениями, полученными в лаборатории». Журнал геофизических исследований . 94 (B9): 12321–12335. Bibcode : 1989JGR .... 9412321O . DOI : 10.1029 / JB094iB09p12321 .
  7. ^ Rosakis AJ; Самудрала О .; Кокер Д. (1999). «Трещины быстрее, чем скорость поперечной волны» . Наука . 284 (5418): 1337–1340. Bibcode : 1999Sci ... 284.1337R . DOI : 10.1126 / science.284.5418.1337 . PMID 10334984 . 
  8. ^ Шольц, Кристофер Х. (2002). Механика землетрясений и разломов . Издательство Кембриджского университета. С.  471 . ISBN 978-0-521-65540-8.
  9. ^ Rosakis, AJ; Xia, K .; Lykotrafitis, G .; Канамори, Х. (2009). «Разрыв динамического сдвига в интерфейсах трения: скорость, направленность и режимы». В Канамори Х. и Шуберт Г. (ред.). Сейсмология землетрясений . Трактат по геофизике. 4 . Эльзевир . С. 11–20. DOI : 10.1016 / B978-0-444-53802-4.00072-5 . ISBN 9780444534637.
  10. ^ Ся, К .; Rosakis, AJ; Канамори, Х. (2005). «Суперсдвиг и переход от суб-рэлея к сверхсдвигу, наблюдаемый в лабораторных экспериментах по землетрясениям» (PDF) . Экспериментальные методы . Проверено 28 апреля 2012 года .
  11. ^ Доан М.-Л .; Гэри Г. (2009). «Распыление горных пород при высокой скорости деформации вблизи разлома Сан-Андреас» (PDF) . Природа Геонауки . 2 (10): 709–712. Bibcode : 2009NatGe ... 2..709D . DOI : 10.1038 / ngeo640 .
  12. ^ a b [1] Бушон М., М.-П. Боуэн, Х. Карабулут, М. Н. Токсез, М. Дитрих и А. Дж. Розакис (2001), Насколько быстро происходит разрыв во время землетрясения? Новые выводы из землетрясений в Турции в 1999 г. , Geophys. Res. Lett., 28 (14), 2723–2726].
  13. ^ Bouchon M .; Валле М. (2003). «Наблюдение за длинным сверхсдвиговым разрывом во время землетрясения Куньлуньшань магнитудой 8,1» . Наука . 301 (5634): 824–826. Bibcode : 2003Sci ... 301..824B . DOI : 10.1126 / science.1086832 . PMID 12907799 . 
  14. ^ a b Уокер, KT; Ширер П.М. (2009). «Освещение околозвуковых скоростей разрыва внутриконтинентальных сдвиговых землетрясений в Кококсили Mw 7.8 и разлома Денали Mw 7.9 с помощью построения изображений обратной проекции глобальной P-волны» (PDF) . Журнал геофизических исследований . 114 (B02304): B02304. Bibcode : 2009JGRB..114.2304W . DOI : 10.1029 / 2008JB005738 . Проверено 1 мая 2011 года .
  15. ^ Dunham EM; Archuleta RJ (2004). «Свидетельства сверхсдвигового переходного процесса во время землетрясения в результате разлома Денали 2002 года» (PDF) . Бюллетень сейсмологического общества Америки . 92 (6B): S256 – S268. DOI : 10.1785 / 0120040616 .
  16. ^ Ван, Д .; Мори Дж. (2012). «Землетрясение 2010 г. в Цинхае, Китай: умеренное землетрясение со сверхсдвиговым разрывом» . Бюллетень сейсмологического общества Америки . 102 (1): 301–308. Bibcode : 2012BuSSA.102..301W . DOI : 10.1785 / 0120110034 . Проверено 24 апреля 2012 года .
  17. ^ Ван Д., Мори Дж Uchide Т. (2012). «Сверхсдвиговый разрыв на множественных разломах для землетрясения Mw 8.6 у северной Суматры, Индонезия, 11 апреля 2012 года» . Письма о геофизических исследованиях . 39 (21): L21307. Bibcode : 2012GeoRL..3921307W . DOI : 10.1029 / 2012GL053622 .
  18. ^ Юэ Х., Лэй Т. Фреймюллер Дж .; и другие. (2013). «Сверхсдвиговый разрыв в результате землетрясения в Крейге, Аляска, 5 января 2013 г. (Mw 7.5)» . Журнал геофизических исследований . 108 (11): 5903–5919. Bibcode : 2013JGRB..118.5903Y . DOI : 10.1002 / 2013JB010594 .
  19. Перейти ↑ Evangelidis CP (2014). «Визуализация сверхсдвигового разрыва для землетрясения в Северном Эгейском море 2014 г. с магнитудой 6,9 балла с помощью обратной проекции волновых форм сильного движения» . Письма о геофизических исследованиях . 42 (2): 307–315. Bibcode : 2015GeoRL..42..307E . DOI : 10.1002 / 2014GL062513 .
  20. ^ Sangha S .; Пельтцер Г .; Чжан А .; Meng L .; Liang C .; Lundgren P .; Филдинг Э. (2017). «Геометрия разлома 2015 г., Mw7.2 Мургаб, землетрясение в Таджикистане контролирует распространение разрыва: выводы из InSAR и сейсмологических данных» . Письма о Земле и планетологии . 462 : 132–141. Bibcode : 2017E и PSL.462..132S . DOI : 10.1016 / j.epsl.2017.01.018 .
  21. ^ Хикс, Стивен П .; Окуваки, Ре; Стейнберг, Андреас; Rychert, Catherine A .; Хармон, Николас; Аберкромби, Рэйчел Э .; Богиатзис, Петрос; Шлафорст, Дэвид; Заградник, Иржи; Кендалл, Джей-Майкл; Яги, Юджи (10.08.2020). «Обратно распространяющийся сверхсдвиговый разрыв в трансформном землетрясении Ромашского разлома Mw 7.1 в 2016 г.» . Природа Геонауки . DOI : 10.1038 / s41561-020-0619-9 . ISSN 1752-0894 . 
  22. ^ Кехо, HL; Кисер, Э.Д. (9 апреля 2020 г.). "Свидетельство перехода сверхсдвига через уступ разлома". Письма о геофизических исследованиях . 47 (10). DOI : 10.1029 / 2020GL087400 .
  23. ^ Бао, Хань; Ампуэро, Жан-Поль; Менг, Лингсен; Филдинг, Эрик Дж .; Лян, Кунжэнь; Миллинер, Кристофер В. Д.; Фэн, Тиан; Хуан, Хуэй (4 февраля 2019 г.). «Ранний и стойкий сверхсдвиговый разрыв землетрясения Палу магнитудой 7,5 балла 2018 года». Природа Геонауки . 12 (3): 200–205. DOI : 10.1038 / s41561-018-0297-Z .
  24. ^ Тадапансавут, Тира; Окуваки, Ре; Яги, Юджи; Ямасита, Синдзи (16 января 2021 г.). «Процесс разрушения Карибского землетрясения 2020 года вдоль разлома трансформации Ориенте, включающий сверхсдвиговый разрыв и геометрическую сложность разлома». Письма о геофизических исследованиях . 48 (1). DOI : 10.1029 / 2020GL090899 .
  25. ^ Песня, S. Бероза, Г.К., Сегалл, П. 2005. Свидетельства сверхсдвигового разрыва во время землетрясения в Сан-Франциско 1906 года . Eos.Trans.AGU, 86 (52), Fall Meet.Suppl., Abstract S12A-05
  26. ^ «Исследователи находят доказательства сверхбыстрого глубокого землетрясения» . Phys.org. 10 июля 2014 . Проверено 10 июля 2014 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-страница Эрика Данхэма о Supershear Dynamics
  • Новая статья ученых о сверхсдвиговых землетрясениях