När ett förkastning går sönder i naturen glider vissa delar av förkastningen plötsligt och seismiskt och försvagas när hastigheten ökar. Andra regioner kryper långsamt och förstärks med ökande hastighet. De relativa lägena för dessa sektioner påverkar storleken och naturen av seismisk aktivitet längs förkastningen. I en vanlig konfiguration är en hastighetsförsvagande sektion omgiven av en hastighetsförstärkande sektion, som stoppar spridningen av brott.
Forskare använder flera tekniker, inklusive modellering och laboratorieexperiment, för att återskapa och bättre förstå felaktigt beteende. I laboratorieexperiment bygger forskare småskaliga modeller av förkastningar med material som sten och plast för att se hur de reagerar på bristningar.
Men nuvarande metoder har olika fallgropar. Till exempel använder de flesta experiment prover som har enhetliga, hastighetsförsvagande egenskaper. Andra har använt pulver, känd som förkastning, sammansatt av olika mineraler för att återskapa hastighetsförsvagande och hastighetsförstärkande sektioner, men mejsel kan packas inkonsekvent och komplicera resultaten.
I en ny studie publicerad i Journal of Geophysical Research:Solid Earth , Jun Young Song och Gregory C. McLaskey skapade en teknik för att lättare representera naturliga felbrott i en laboratoriemiljö. De byggde hela modellfelet av plexiglas, eller akryl, som är känt för att vara hastighetsförsvagande.
Istället för att använda ett helt annat material, täckte de de yttre områdena av felgränssnittet med berömt lågfriktionsteflon för att efterlikna ett hastighetsförstärkande område som omger ett hastighetsförsvagande område. Detta skapade ett heterogent fel som liknar de förhållanden som finns i naturen utan den skåra som används i andra experiment.
Forskarna fann att när de ökade mängden normal stress på plexiglas- och teflonförkastningen eller när de ökade storleken på det hastighetsförsvagande området, ändrades glidbeteendet från stabil glidrörelse till mer oregelbundna stick-slip-händelser - liknande hur många fel rör sig i naturen.
Dessutom noterade de att när det inte fanns något hastighetsförstärkande material som begränsar förkastningsbrottet, utstrålades seismiska vågor mindre effektivt än i naturen. Dessa fynd kan vara till hjälp för att förstå sambandet mellan brottslängderna för förkastningar och jordbävningsbeteende.
Mer information: Jun Young Song et al, Laboratory Earthquake Ruptures Contained by Velocity Strengthening Fault Patches, Journal of Geophysical Research:Solid Earth (2024). DOI:10.1029/2023JB028509
Journalinformation: Journal of Geophysical Research
Tillhandahålls av American Geophysical Union
Denna berättelse är återpublicerad med tillstånd av Eos, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.
