了解控制断层滑动稳定性的因素是断层力学中的一个关键问题。最近的研究强调了断层几何形状和粗糙度对断层滑动行为的重要性,并且新出现的证据表明,断层网络的大规模复杂性在断层破裂过程中起着至关重要的作用。然而,考虑到在标准数值地震爆发模型中包含大规模断层复杂性的困难,对这种几何复杂性的影响的研究有限。
美国布朗大学的Victor C. Tsai研究团队通过探索美国加利福尼亚州断层网络几何形状与地表蠕变率之间的关系,提出了断层蠕变的新见解。分析显示,具有蠕变行为的断层组在其网络几何结构上呈现出较小的错位。将滑移行为分类为“闭锁”或“蠕变”,观测数据揭示,蠕变区的地表断层轨迹较为简单,而闭锁区的则趋于复杂。研究指出,复杂的断层网络几何结构导致了几何闭锁,从而促进了以地震为特征的粘滑行为;而简单的几何形状则有利于平滑的断层蠕变。这一发现挑战了传统上仅基于断层摩擦来解释断层蠕变物理起源的假设,并展示了一个新的框架的潜力,在这个框架中,大规模地震的摩擦行为是由断层网络的几何因素与流变屈服特性共同决定的。
研究表明,为了更好地理解和预测地震行为,除了考虑速度相关的摩擦特性外,还需要重视断层几何结构复杂性和材料响应特性的作用。相关研究成果发表于《Nature》[1]。
[1] Fault-network Geometry Influences Earthquake Frictional Behaviour