科學(xué)家在實驗室成功模擬慢地震過程*

趙紀(jì)東　編譯

(中國科學(xué)院蘭州文獻(xiàn)情報中心， 蘭州730000)

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科學(xué)家在實驗室成功模擬慢地震過程*

趙紀(jì)東※編譯

(中國科學(xué)院蘭州文獻(xiàn)情報中心， 蘭州730000)

相對于本杰明·富蘭克林將閃電裝進(jìn)瓶子， 在實驗室中， 人類從來沒有創(chuàng)造出慢速粘滑運(yùn)動。 但是， 近日賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家們實現(xiàn)了粘滑速度的系統(tǒng)控制， 再現(xiàn)了一系列的斷層滑動模式， 相關(guān)研究成果2016年3月在線發(fā)表于Nature Communications。

常規(guī)地震中， 其破裂速度由彈性波速度控制， 對于斷層緩慢滑移背后的過程， 如震顫、 慢滑、 低頻地震， 目前所知甚少。 災(zāi)難性地震， 即破壞建筑物并迫使人們逃離家園的那些地震， 通常由朝相反方向粘滑的兩個板塊的突然滑動引發(fā)， 與此同時， 釋放大量能量， 引發(fā)震顫， 造成破壞。

在不產(chǎn)生地震的斷層區(qū)域， 兩側(cè)斷層以穩(wěn)定的方式緩慢滑過對方。 慢地震以介于穩(wěn)定滑動和快速粘滑之間的某種方式發(fā)生。 從時間上來看， 常規(guī)地震突然發(fā)生， 而慢地震則可持續(xù)數(shù)月。 從震級來看， 慢地震的最大震級可達(dá)7級， 甚至更大， 同時其也可能是常規(guī)地震的前兆。 盡管如此， 慢地震傳播緩慢， 而且并不產(chǎn)生高頻地震能量， 它們的成因機(jī)制介于穩(wěn)定滑動和常規(guī)地震之間。

利用石英粉和試驗機(jī)(將壓力施加于研究材料， 實現(xiàn)應(yīng)力和其他參數(shù)的調(diào)節(jié))， 通過調(diào)節(jié)垂直方向的應(yīng)力值， 賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究者系統(tǒng)地再現(xiàn)了常規(guī)地震、 穩(wěn)定滑移和粘滑(包括慢滑)等斷層滑動模式， 而這在此前從未實現(xiàn)過。 對于未來而言， 該項研究為摩擦過程及其機(jī)制的研究提供了此前從未有過的嶄新途徑。

文獻(xiàn)來源： Leeman J R， Saffer D M， Scuderi M M， et al. Laboratory observations of slow earthquakes and the spectrum of tectonic fault slip modes. Nature Communications, 2016， 7. doi:10.1038/ncomms11104. http:∥www.nature.com/ncomms/2016/160331/ncomms11104/full/ncomms11104.html

* 收稿日期：2016-04-22； 采用日期： 2016-05-02。

中圖分類號：P135；

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：D；

doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2016.05.005

※通訊作者： 趙紀(jì)東， e-mail: zhaojd@llas.ac.cn。