作者:胡伟等 来源:《国家科学院院刊》 发布时间:2023/12/11 11:06:39
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科学家揭示地震滑移事件的物理机理

 

12月7日,记者从成都理工大学获悉,该校地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室滑坡动力学团队在美国《国家科学院院刊》上发表题为《高精度时间分辨率快速、慢速地震相似膨胀性机理研究》的重要研究成果。

地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室教授黄润秋和许强的指导下,成都理工大学教授胡伟带领团队联合法国巴黎朗之万研究所、美国马萨诸塞大学、新西兰地质与核技术研究所、香港理工大学等单位的科学家共同攻关,揭示了快速和慢速地震(及滑坡)粘滑不稳定相似膨胀性机理,对揭示快、慢速地震的产生机制及滑坡的启滑机制有重要的理论意义。

颗粒物质的粘滑不稳定行为是地震学、滑坡学和颗粒物理学的国际热点交叉研究领域。地震断层带及滑坡滑带均由颗粒物质组成,其粘滑不稳定特性直接控制断层及滑坡的启滑,相关研究对深入认识快速和慢速地震及滑坡的形成机理有重要的理论意义。快、慢速滑移作为粘滑过程中两种不同的失稳破坏模式,其物理机理缺乏系统的高时间分辨率实验研究,从而限制了相关物理机理的揭示。以往研究通过同震应变张量,观测到断层滑移膨胀行为,然而实验室快速滑移事件却表现出压缩行为,这造成了几十年来实验室研究与野外观测不一致的学术争议。

本研究在传统粘滑实验的基础上,自主研发了高时间分辨率位移、声发射、应力同步采集系统,实现了粘滑过程高精度多通道同步采集(采集频率最高10 MHz)。基于此系统,发现了快速滑移具有膨胀性,从而使实验室观测与现场地震观测符合,解决了几十年的学术争议。研究还发现快、慢速滑移事件具有相似的声发射频谱,表明两种滑移事件具有相似的物理过程。 

研究团队对粘滑过程的快、慢速滑移事件进行高精度分辨率同步采集,发现快、慢速滑移事件具有相似的膨胀性,揭示了快、慢速滑移事件的物理机理,本研究对理解断层错动以及滑坡启动的物理机制具有重要的理论意义。(来源:中国科学报 杨晨)

相关论文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.2305134120

 
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