寬大的斷層帶竟是地震“高速公路” “超速行駛”的地震破裂

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2025-12-12 14:53:37 風聞

寬大的斷層帶竟是地震“高速公路” “超速行駛”的地震破裂。地震破裂是地下巖石在構造應力作用下突然發(fā)生快速錯動和斷裂的過程，也是地震能量釋放的直接源頭。如果地震時破裂速度超過地下巖石的剪切波速，會產(chǎn)生類似超音速飛機突破音障的“馬赫錐效應”，這一現(xiàn)象被稱為超剪切破裂。在這種情況下，地震能在更大范圍內(nèi)產(chǎn)生更強烈的地面震動。

寬大的斷層帶竟是地震“高速公路”

中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所等國內(nèi)外研究機構合作，以2025年緬甸7.8級地震為研究對象，成功捕捉到一次在寬達2公里的斷層帶內(nèi)持續(xù)傳播超過200公里的超剪切破裂。該破裂速度高達約5.3km/s，揭示了斷層帶結(jié)構對破裂“超速行駛”的決定性控制作用。

寬大的斷層帶竟是地震“高速公路” “超速行駛”的地震破裂

研究團隊通過地震學、大地測量學等多學科觀測手段，構建了高精度三維地表形變場，精確刻畫了同震損傷帶特征，并反演了破裂速度時空演化過程和多點源震源機制，還原了此次地震的破裂全過程。

2025年緬甸7.8級地震沿實皆斷裂帶形成長約480公里的地表破裂，平均滑移量達3.7米，分布于平均寬度約100米的同震損傷帶內(nèi)。該破裂自震中呈雙側(cè)擴展，初始速度約3km/s，向南延伸約100公里后加速至超剪切狀態(tài)（5.3km/s），并以此速度持續(xù)傳播超過200公里。研究結(jié)果揭示了亞剪切—超剪切轉(zhuǎn)換距離及持續(xù)超剪切破裂與震源動力學模擬結(jié)果的高度一致性，為理解此類強震破裂物理機制提供了關鍵證據(jù)。

地震能否實現(xiàn)超剪切破裂受斷層結(jié)構、摩擦特性和應力狀態(tài)等多種因素控制。研究發(fā)現(xiàn)2025年緬甸7.8級地震的孕震斷層具有寬約2公里、波速降幅達45%的顯著低速帶，是目前發(fā)現(xiàn)的最寬斷層損傷帶。該斷層帶內(nèi)部物質(zhì)松散、波速較低、幾何結(jié)構平直，為地震能量提供了理想的“高速通道”，使破裂得以保持超剪切狀態(tài)長距離傳播，揭示了厚層低速斷層帶在控制地震破裂動力學中的關鍵作用，明確了斷層幾何結(jié)構、損傷帶特性與破裂動力學之間的內(nèi)在聯(lián)系。

研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過長期演化形成的先存斷層損傷帶能夠顯著影響地震的破裂方式。寬而平直的低速斷層帶為超剪切破裂提供了必要的物理條件。這一認識對發(fā)展更精確的地震危險性評估方法具有重要意義。

(責任編輯：0882)

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