摘要
观察结果表明，成熟断层以比预期静态强度低得多的应力水平主办大地震1，2，3.，4，5，6，7，8，9，10，11．可能的解释是，断层是准静态强的，但在地震期间经历了相当大的减弱，或者断层持续弱，例如，由于流体超压。在这里，我们使用数值模拟来检验模拟地震破裂的这些竞争性理论，这些理论满足众所周知的1-10兆帕斯卡应力下降和有限的热产生的观测结果。在这种状态下，准静态强但动态弱的断层主要是相对尖锐的、自愈的脉冲状断裂，在给定的时间内只有一小部分断层滑动，而持续弱的断层主要是较温和的断裂，有更多的扩展滑移，称为裂缝状断裂。我们发现，与静态应力变化相比，更尖锐的自愈脉冲表现出更大的动态应力变化，导致了比大推力事件远震推断的更大的辐射能量12．相比之下，在持续脆弱的断层上发生的轻微的裂缝状破裂，产生了相当的静态和动态应力变化，与地震观测结果一致。自愈脉冲的较大辐射能量类似于对地壳走滑断层的有限区域推断。我们的研究结果表明，大地震要么很少以自愈脉冲的形式传播，要么它们的辐射能量被大大低估了，这引发了关于地震物理学和大地震预期震动的问题。
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尽管地震破裂能恒定，但地震破裂能尺度变化
自然通讯开放获取2022年2月22日
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数据可用性
数值数据可通过CaltechDATA存储库(https://data.caltech.edu/records/1620)．本研究中使用的地震推断来自已发表的文献和公开可获得的资源。源数据都提供了这张纸。
参考文献
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确认
本研究得到了美国国家科学基金会(NSF)(资助项目EAR 1142183和1520907)、美国地质调查局(资助项目G19AP00059)和南加州地震中心(SCEC)的支持，资助号为。10085.SCEC由美国国家科学基金会合作协议EAR 1033462和美国地质调查局合作协议G12AC20038资助。本研究的数值模拟是在加州理工学院高性能计算中心集群上进行的。我们感谢H. Kanamori, T. Heaton, j . p。Avouac、蔡崇信和詹占讨论和评论。
作者信息
作者和联系
贡献
V.L .和N.L .为发展主要思想、解释结果和制作手稿做出了贡献。S.P.进行了初步模拟，比较了裂缝状破裂和自愈脉冲。V.L.对本文所述的数值实验进行了设计、实施和分析。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有竞争利益。
额外的信息
同行审查的信息自然感谢Jeffrey J. McGuire, Peter Shearer和Alice-Agnes Gabriel对这项工作的同行评审所做的贡献。
出版商的注意施普林格自然对出版的地图和机构附属的管辖权要求保持中立。
补充信息
补充信息
该文件包含补充方法、补充文本、补充图1-23、补充表1-6、补充视频1-3图例和补充参考。
补充视频1
准静态强、动态弱断层自愈脉冲破裂过程中剪切应力的演化。准静态强动态弱断层(H1)自愈脉冲破裂过程中沿断层剪应力(黑线)的演化。视频说明了剪应力的变化与初始剪应力(灰色)和最终剪应力(蓝色)，以及准静态强度(红色)。大部分断层的初始应力远低于准静态强度，只有破裂成核区域的初始应力小于断裂总区。当破裂锋面穿过孕震区时，每个点的动应力都会大幅增加，接近100兆帕，然后下降到10兆帕以下的低水平。在给定的时间内，当剪切阻力在破裂前缘后愈合和断层重新锁定时，只有一小部分断层滑动，导致最终的应力水平高于剪切阻力水平，而大多数滑移发生在剪切阻力水平。
补充视频2
持续弱断层裂缝破裂过程中剪应力的演化。在持续弱断层(H2)上的轻微裂缝状破裂过程中，沿断层的剪应力(黑线)的演化。整个破裂区域的初始剪应力在离准静态强度的静应力降(7.3 MPa)的1-2倍范围内。滑移在破裂前缘后面的区域内继续，直到破裂前缘在发震区(VW)另一侧的VS区域被止裂，愈合波重新分配应力和止裂。所有约定遵循补充视频1。
补充视频3
持续弱断层裂缝破裂过程中剪应力的尺度演化。剪切应力(黑线)沿断层的演化，同样是在辅助视频2中显示的轻微裂缝状破裂，但剪切应力轴被缩放以强调破裂过程中的动态应力变化。滑移在破裂前缘后面的区域内继续，直到破裂前缘在发震区(VW)另一侧的VS区域被止裂，愈合波重新分配应力和止裂滑移，导致整个破裂区的大部分区域发生动态超调。所有约定遵循补充视频1和2。
权利和权限
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兰伯特，拉普斯塔，N.和佩里，S.大地震的传播作为自愈脉冲或温和裂缝。自然591, 252 - 258(2021)。https://doi.org/10.1038/s41586-021-03248-1
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03248-1
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尽管地震破裂能恒定，但地震破裂能尺度变化
自然通讯(2022)
