Pulselike and Cracklike Ruptures in Earthquake Experiments

Ученые из Калифорнийского технологического института впервые экспериментально задокументировали систематическое изменение моделей разрывов при землетрясениях, известных как пульсоподобные и трещиноподобные разрывы. Исследование, опубликованное 27 ноября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что оба типа разрывов могут переходить в состояние сверхсдвиговой скорости, что порождает характерные сотрясения грунта.

Эксперименты подтвердили теоретические модели, предполагающие, что разломы могут иметь пульсоподобные разрывы, которые перемещаются по длине разлома подобно волне, в то время как трещиноподобные разрывы охватывают всю длину разлома на протяжении всего события. Ключевым фактором, определяющим тип разрыва, является тектоническая нагрузка на разлом. Пульсоподобные режимы возникают на менее нагруженных разломах, что указывает на наличие скоростно-ослабляющего трения.

«Это первый раз, когда мы наблюдали этот спонтанный пульсоподобный разрыв в эксперименте, имитирующем коровые землетрясения. Мы доказали его существование», — говорит Сяо Лу, ведущий автор исследования.

Экспериментальная установка имитировала условия, при которых крупные землетрясения разрывают земную кору вдоль крупных сдвиговых разломов, подобных разлому Сан-Андреас в Калифорнии. Результаты также показали, что сверхсдвиговая скорость может возникать как при пульсоподобных, так и при трещиноподобных разрывах. Ударные волны от такого распространения усиливают сотрясение грунта, а более детальное понимание механизмов разрыва позволит разработать более совершенные методы защиты зданий от специфических типов сейсмических воздействий.