The sharp turn: backward rupture branching during the 2023 Mw 7.8 Turkey earthquake
本研究通过2.5维动态破裂模拟，揭示了2023年土耳其Mw 7.8地震中反向破裂分支的机制，表明分支断层破裂可触发东安纳托利亚断层双侧破裂，并受初始应力状态影响，增进了对多段破裂的理解。
2023-07-12 physics.geo-ph
Source mechanism and rupture directivity of small earthquakes in the Changning region, China, using a dense array data
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Shenzhen Research Institute, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学深圳研究院）；Institute of Environment, Energy and Sustainability, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学环境、能源及可持续发展研究所）
利用密集阵列数据研究中国长宁地区小震的震源机制与破裂方向性，揭示了单向破裂特征及流体注人与断层的相互作用。
2025-12-12 physics.geo-ph
Self-Arresting and Runaway Earthquakes:Nucleation, Propagation, Gutenberg-Richter law and Dragon-King Events
Institute of Risk Analysis, Prediction and Management (Risks-X), Academy for Advanced Interdisciplinary Sciences, Southern University of Science and Technology（南方科技大学前沿交叉科学研究院风险分析与预测管理研究所）；Department of Earth and Space Sciences, Southern University of Science and Technology（南方科技大学地球与空间科学系）；School of Earth and Space Science and Technology, Wuhan University（武汉大学地球与空间科学技术学院）
本文提出基于耗散的框架，区分地震破裂的成核与传播条件，推导自阻断地震的古腾堡-里克特定律，并解释失控破裂的极端事件机制。
2026-01-30 physics.geo-ph
Earthquake damage patterns resolve complex rupture processes
大型大陆地震激活了复杂断层系统中的多个断层，动态地诱发了周围的同震破坏。据报道，2016年新西兰南岛北部的凯库拉7.8级地震是有史以来最复杂的大陆地震之一，导致了独特的断层上和断层外变形模式。以往的地球物理研究证实，全球范围内的破裂从震中向北传播。然而，确切的破裂传播路径仍然没有得到很好的理解，因为几何形状的复杂性，部分在海上，和盲目的推力的可能性。在这里，我们使用最先进的观测表面变形，提供了光学图像相关性，第一原理物理为基础的数值模拟相结合，以确定最有可能的破裂pathes.We详细量化所观察到的水平同震变形和识别特定的断层外损害区之间的约旦，Kekerengu和Papatea断层段的三联点的区域。我们还模拟了动态破裂传播，包括激活故障损坏，通过故障三联点的两个替代破裂的情况。将我们的观测结果与上述两种模拟方案的结果进行比较，我们发现只有一种方案最好地解释了断层上和断层外的形变场。我们的研究结果提供了一个独特的洞察破裂途径，通过观察和建模，无论是在断层和断层外变形。我们提出了这种综合方法，以缩小可能的破裂情况下，伴随着同震断层外损害的大型大陆地震。
2018-05-10 physics.geo-ph
Supershear-subshear-supershear rupture sequence during the 2025 Mandalay Earthquake in Myanmar
本研究结合多源观测与模拟，揭示2025年缅甸曼德勒$M_w$7.7级地震存在超剪切-亚剪切-超剪切的破裂序列，证实局部低应力降区域导致破裂临时减速，深化了对地震破裂动力学的认识。
2025-08-03 physics.geo-ph
Rapid 3D dynamic rupture modeling of the February 6, 2023, Kahramanmaraş, Turkey, $M_W$7.8 and $M_W$7.7 earthquake doublet
该研究利用震后数日观测快速构建三维动态破裂模型，解释2023年土耳其双震的异常破裂路径、速度、滑动与地震动，并揭示多断层相互作用机制。
2023-08-04 physics.geo-ph
Self-similarity of low-frequency earthquakes
低频地震是一类特殊的慢地震，在大地震孕育期间，它提供了有关俯冲带力学特性的独特信息来源。尽管近年来对这些事件的检测越来越多，但其来源机制仍然很难确定，其强度和大小之间的关系仍然存在争议。在这里，我们介绍了2012-2016年发生在日本四国西部南海俯冲带的地震序列中的10，000多个低频地震的震源特征。我们表明，这些事件的地震矩与角频率标度是兼容的立方定律的逆，广泛观察到的定期地震。因此，我们的结果与剪切破裂作为低频地震的震源机制是一致的，并表明它们服从与规则地震相似的物理机制，具有自相似的破裂过程和恒定的应力降。此外，在研究应力降值对破裂速度的依赖性时，我们发现低频地震可能比常规地震以更低的破裂速度传播，释放更小的应力降。
2019-12-05 physics.geo-ph
Energy dissipation in earthquakes
本文围绕地震能量耗散问题，分析多尺度下实验室与天然地震能量耗散的定义和测量挑战，探讨区分不同位置能量耗散的意义，并提出地震物理建模需突破经典线弹性断裂力学的开放科学问题。
2024-03-11 physics.geo-ph
Ground Motion Characteristics of Cascading Earthquakes in a Multiscale Fracture Network
本研究使用高分辨率3D动力学破裂模拟，探讨了多尺度断裂网络中级联地震的地面运动特征，发现级联破裂会产生高频地面运动且PGA显著增加，强调了断层带复杂性对地震危险性评估的重要影响。
2024-12-19 physics.geo-ph
Universal precursor seismicity pattern before locked-segment rupture
尽管在寻找前兆方面付出了巨大的努力，但迄今为止，还没有任何前兆表现出真正的地震预测能力。能够积累足够的应变能以引起大地震的发震锁定段是非常不均匀的，并且不那么脆;具有这些特性的锁定段的渐进破坏可以产生一种有趣的地震现象：在一个明确的地震区及其当前地震周期内，一个特征地震和一系列较小的后续地震（预震）总是在另一个特征地震之前出现。应用力学模型和震级约束条件，我们表明，两个相邻的特征地震可靠地发生在锁定段的体积膨胀和峰值应力点。这样的地震活动模式在全世界62个地震区都出现过，表明这种模式具有普遍性。前兆模式和量化它的模型都可以预测地震区中某些特征地震。
2019-09-21 physics.geo-ph
How does thermal pressurization of pore fluids affect 3D strike-slip earthquake dynamics and ground motions?
地震破裂过程中产生的热效应使断裂带流体的压力升高，从而影响破裂过程及其地震辐射。在这里，我们调查的两个关键参数的作用，控制热加压的孔隙流体-水力扩散率和剪切带半宽-地震破裂动力学，运动学源特性和地面运动。我们进行了三维走滑动态破裂模拟，假设一个速率和状态相关的摩擦定律与强烈的速度削弱耦合到热加压的孔隙流体。动态破裂演化和地面震动密集评估整个断层和地球表面，分析破裂参数（滑移，峰值滑移率PSR，破裂速度Vr，上升时间Tr）的变化，破裂参数之间的相关性，和峰值地面速度（PGV）的变化。我们的模拟揭示了如何在热压的变化影响源的属性。我们发现，平均滑移和Tr随水力扩散系数的增加而减小，而平均Vr和PSR几乎保持不变。平均滑移率、PSR和Vr随剪切带半宽的增加而减小，而平均Tr随剪切带半宽的增加而增大。剪切带半宽对破裂参数之间的相关性有明显影响，尤其是对参数对slip-Vr、PSR-Vr和Vr-Tr。水力扩散系数对这些相关性的影响可以忽略不计。剪切带半宽的变化主要影响Vr，然后可能影响其他破裂参数。我们发现之间的负相关滑动和PSR，在简单的动态破裂模型，而其他参数对的趋势是一致的。平均PGVs下降速度更快，增加剪切带半宽度比水力扩散率，而地面运动的变化同样受到这两个参数。
2022-10-19 physics.geo-ph
Dilatancy-induced fluid pressure drop during dynamic rupture: Direct experimental evidence and consequences for earthquake dynamics
地壳中的流体压力和流体流动是控制地震物理的一个重要参数。由于地震滑动与变形的时空局部化有关，预计断层面周围的局部流体压力可能会影响滑动断层带的动态强度。同震流体压力降已从野外研究中推断出来，特别是在被认为是由这一过程形成的金矿中，但仍然缺乏可靠的定量预测。在这里，实验结果介绍了当地的断层和断层外的流体压力的变化，在现场测量动态岩石断裂和摩擦滑动在上地应力条件下。在主破裂期间，故障流体压力迅速降至零，表明部分蒸发和/或脱气。进一步的变形产生了粘滑事件，系统地与流体压力的近瞬时下降有关，为"地震抽吸泵“的概念提供了直接的实验支持。现场流体体积和波速测量以及显微结构研究表明，破裂和滑动过程中，流动性是驱动流体压力下降的过程。实验室结果的外推表明，在地壳中，由膨胀引起的流体压力下降可能是一种普遍现象，抵消了作为新破裂岩石弱化机制的热加压作用。
2020-03-10 physics.geo-ph
Stability of pulse-like earthquake ruptures
脉冲状破裂在许多弹性动力学破裂模拟中自发出现，并且似乎是沿地壳断层的主要破裂模式。在稳态条件下传播的脉冲状破裂可以有效地进行理论分析，但仍然不清楚它们是如何产生的，以及如果受到扰动，它们如何演变。使用热加压作为一个代表性的本构关系，我们进行弹性动力学模拟的脉冲状破裂，并确定时空演变的滑移，滑移率和脉冲宽度扰动引起的背景应力的无穷小扰动。这些模拟表明，稳态脉冲驱动的热增压是不稳定的。如果初始应力扰动是负的，破裂停止;相反，如果扰动是正的，破裂增长和过渡到自相似脉冲（在低背景应力）或扩展裂纹（在升高的背景应力）。基于动态位错模型，我们建立了滑移脉冲的弹性动力学运动方程，并证明了稳态滑移脉冲是不稳定的，如果它们的累积滑移$b$是均匀背景应力$τ_\mathrm{b}$的递减函数。这个条件是满足由热增压驱动的滑移脉冲。运动方程还定量地预测了扰动的增长率，并提供了一个通用的工具来分析滑移脉冲的传播。稳态滑动脉冲的不稳定特征意味着这种破裂模式是确定沿断层持续破裂的最小应力条件的关键模式，即，他们的“实力”。此外，滑移脉冲不稳定性可以产生一个显着的断裂动力学的复杂性，即使在均匀的背景应力条件和材料性能。
2019-08-06 physics.geo-ph
From Fault Creep to slow and fast Earthquakes in Carbonates
袭击地中海地区和世界其他地区的地震活动的主要部分是在碳酸盐岩中。最近的例子是2009年拉奎拉6.1级和2016年意大利中部诺西亚6.5级的破坏性地震。令人惊讶的是，在该地区，快速（\approx 3公里/秒）和破坏性的地震破裂与缓慢（最大10米/秒）和非破坏性的破裂现象共存。尽管它与地震危险性研究相关，但从断层蠕动到缓慢和快速地震破裂传播的过渡仍然受到地震学和实验室观测的限制。在这里，我们在实验室中再现了代表该地区孕震层的白云岩样品上的完整天然断层谱。从断层蠕动到缓慢破裂和从缓慢破裂到快速破裂的转变是通过将围压（P）和温度（T）增加到3-5 km深度处遇到的条件（即，P = 100 MPa和T = 100 $^{o}$ C），这对应于意大利中部慢震群的震源位置和规则地震活动的开始。从缓慢到快速破裂的过渡被解释为周遭温度的增加，这提高了弹性加载刚度的故障，因此在成核阶段的滑移速度，允许闪光减弱。这种弱化的激活引起辐射强烈高频地震波的快速破裂的传播。
2019-01-21 physics.geo-ph
Modeling earthquakes with off-fault damage using the combined finite-discrete element method
当动态地震破裂在地壳中的断层上传播时，由于破裂尖端周围的应力集中，断层周围的介质被动态地破坏。最近的野外观测、实验室实验和规范的数值模型表明，同震断层外破坏是描述同震断层外变形、破裂动力学、辐射和整体能量收支的必要条件。然而，“局部化”断层外裂缝的数值模拟仍然是一个挑战，主要是因为计算的限制和模型制定的缺点。因此，我们开发了一个数值框架，用于建模同震断层断裂网络，使用联合有限离散元法（FDEM），我们应用它来模拟动态断裂与同震断层损伤的各种故障配置。本文讨论了同震断层外破坏破裂动力学的作用与平面故障，作为一个基础的情况下，和一些一阶几何复杂性，如故障扭结，跨越和粗糙度。
2019-11-08 physics.geo-ph
On the origin of thigh-frequency radiation in experimental earthquakes
我们监测动态破裂传播在实验室粘滑实验进行锯切西风花岗岩上地壳条件下（10 - 90 MPa）。高频声波波形的频谱分析提供的证据表明，能量辐射增强与应力条件和破裂速度。使用带通滤波到400 - 800 kHz（7 - 14 mm波长）和高通滤波到800 kHz以上的声学记录，我们反向投影破裂传播过程中产生的高频能量。我们的研究结果表明，高频辐射起源于后面的破裂前在传播过程中，传播速度接近我们的破裂速度反演得到的。从比例参数，我们认为，高频辐射的起源在于快速的动态应力下降的击穿区连同离故障同震损伤传播背后的破裂尖端。在实验室规模的反投影方法的应用提供了新的方法来本地调查控制高频辐射的物理机制。
2019-03-12 physics.geo-ph
Supershear Rupture Indicator in Near-fault Particle Motion
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；École Normale Supérieure, CNRS-UMR 8538, PSL Research University（巴黎高等师范学院，CNRS-UMR 8538，PSL研究大学）；Shenzhen Research Institute, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学深圳研究院）；Institute of Environment, Energy and Sustainability, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学环境、能源与可持续发展研究所）；Institute of Space and Earth Information Science, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学空间与地球信息科学研究所）；Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM)（法国地质与矿业研究局）
通过分析近断层位移质点运动，提出识别走滑地震破裂速度的新方法，并在全球M7+走滑地震中验证了多种破裂模式。
2026-11-04 physics.geo-ph
Direct Estimation of Earthquake Source Properties from a Single CCTV Camera
本文利用距断层仅数米的单个CCTV视频，通过直接图像分析测量了2025年曼德勒Mw 7.7地震的滑动速率函数，揭示破裂的脉冲式特征并反演其完整力学参数。
2025-08-28 physics.geo-ph
Dynamics of episodic supershear in the 2023 M7.8 Kahramanmaraş/Pazarcik earthquake, revealed by near-field records and computational modeling
通过近场记录与动态破裂模型，揭示2023年M7.8级卡赫拉曼马拉什/帕扎尔哲克地震中沿Narli断层及EAF西南端的幕式超剪切破裂传播，并阐明几何复杂性与摩擦非均匀性对破裂跳跃和反向传播的控制作用。
2023-12-05 physics.geo-ph
GPS source solution of the 2004 Parkfield earthquake
我们计算了一系列的有限源参数反演的断层破裂的2004年帕克菲尔德地震的基础上1 Hz的GPS记录。我们证实，一些同震滑动在浅深度（<5公里）的InSAR数据处理的结果，从早期的震后变形的约束。我们还表明，1）如果位于非常接近破裂，GPS接收机可以饱和，而它仍然有可能估计地面速度（~1.2 m/s）靠近断层，2）GPS波形反演限制了深度滑动分布，即使GPS标志物不直接位于破裂区域上方，3）由我们最好的模型得到的深度滑移分布与由强震资料恢复的结果一致。破裂速度为2 ~ 5 km/s时，滑移振幅的第95百分位数为55 +/- 6 cm。
2014-08-04 physics.geo-ph
Seismic Depth Imaging of the 2024 Noto Earthquake (M7.6) Rupture Area
Atmosphere and Ocean Research Institute, The University of Tokyo（东京大学大气海洋研究所）
本文通过多通道地震反射调查，获得了2024年纪伊地震断层区的高分辨率地震剖面，为研究断层几何形态、破裂动力学及区域地震构造框架提供了关键数据。
2026-05-18 physics.geo-ph
Acoustic-Friction Networks and the Evolution of Precursory Rupture Fronts in Laboratory Earthquakes
我们发现，网络的介观和输运特性遵循相同的趋势，对于同一类型的剪切破裂的破裂速度，同时也比较了三种不同的摩擦实验的结果。从锯切西风花岗岩断层的摩擦网络参数分类前锋显示出明显的分离成两组，表明两个不同的破裂前锋。相对于缩放的局部破裂持续时间与网络参数，我们表明，差距是有关的可能性之间的分离缓慢和定期的前线。
2013-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Video-based Direct Time Series Measurement of Along-Strike Slip on the Coseismic Surface Rupture During the 2025 Mw7.7 Myanmar Earthquake
本研究利用闭路电视视频与计算机视觉跟踪，首次实现2025年缅甸Mw7.7地震同震走向滑动的高采样率直接测量，并估计滑动弱化距离，为动态破裂模拟与地震危险性评估提供关键基准。
2025-05-26 physics.geo-ph
Directivity Modes of Earthquake Populations with Unsupervised Learning
California Institute of Technology（加州理工学院）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
我们提出了一种新的方法来解决模式的破裂方向性在大人口的地震。一个地震谱分解技术是用来首先产生相对测量辐射能量的地震在一个空间紧凑的集群。每个地震的能量的方位角分布，然后假设从几个不同的破裂传播模式之一。我们不是拟合运动学破裂模型来确定最可能的破裂传播模式，而是将模式视为潜在变量，并使用高斯混合模型来学习它们。混合模型同时确定与每个模式最佳识别的事件的数量。该技术在加利福尼亚州的四个数据集上进行了演示，其中包含数千次地震。我们表明，数据集自然分解成不同的破裂传播模式，对应于不同的破裂方向，和断层面是明确确定的所有情况下。我们发现，这些小地震平均有53-74%的时间表现出单侧破裂。这些结果为地震和断层的物理学提供了重要的观测约束。
2019-06-30 cs.LG physics.geo-ph
Earthquakes big and small: same physics, different boundary conditions
本研究发现地震破裂起始阶段的尖端加速度具有自相似性，初始突破斑块越大破裂加速度和矩率增长越慢，该特征可反映断层尺度并用于震级概率预测，且符合大小地震共有的自相似物理规律。
2024-11-04 physics.geo-ph
Signature of transition to supershear rupture speed in coseismic off-fault damage zone
大多数地震破裂在地壳内的传播速度低于剪切波速度，但在一些罕见的情况下，破裂达到超剪切速度。自然亚剪切地震向超剪切地震转变的物理机制目前还没有完全弄清楚。大多数对超剪切地震的观测研究都集中在确定哪些断层段维持了完全发育的超剪切破裂。实验交叉验证的数值模型已经确定了触发向超剪切速度过渡所需的一些关键成分。然而，这种过渡的条件在性质上仍然不清楚，包括这种过渡的确切地点。在这项工作中，我们提供了理论和数值的见解，以确定这种过渡在自然界中的精确位置。我们使用断裂力学参数与多个数值模型，以确定同震断层外损伤的超剪切转换的签名。然后，我们交叉验证这个签名与高分辨率的观测断层带宽度和早期余震分布。我们确认，从亚剪切到超剪切速度的过渡的位置的特点是减少同震断层外损伤区的宽度。因此，我们帮助完善这种过渡的天然超剪切地震的精确位置。
2021-10-18 physics.geo-ph
On the inverse problem of the earthquake source and the three-phase relaxation mode of the source after the formation of a main rupture in it
本研究提出含震源固有时概念的余震唯象理论，开发地震分析新方法，通过东北地震验证有效性并发现震源弛豫三阶段及各阶段失活系数的变化特征。
2025-10-02 physics.geo-ph
Evidence of Early Supershear Transition in the Mw 7.8 Kahramanmaraş Earthquake From Near-Field Records
Kahramanmara7.8级地震比土耳其东南部的构造环境预期的更大，更具破坏性。通过使用近场记录，我们提供的证据，早期超剪切过渡的展布断层托管的成核和早期传播的第一次破裂，最终过渡到东安纳托利亚断层。位于震中最远的两个站显示出一个较大的故障平行粒子速度分量相对于故障正常粒子速度分量，一个独特的签名的超剪切破裂，已被确定在理论和实验模型的intersonic破裂增长。第三个站位于最接近震中的位置，虽然大部分保留了经典的亚瑞利特征，但它也具有一个小的超剪切脉冲，该脉冲明显地在原始亚瑞利破裂之前传播。这一记录首次为音间转换机制提供了现场观测证据。通过使用两个最远的站，我们估计的瞬时超剪切破裂传播速度为~ 1.55 Cs和亚瑞利超剪切过渡长度约为19.45公里，非常接近的位置站最近的震中。这种早期的超剪切过渡可能促进了附近的东安纳托利亚断层上的滑动的继续传播和触发，导致危险的放大。卡赫拉曼马拉加地震的复杂动力学值得进一步研究。
2023-02-14 physics.geo-ph
A monolithic model for phase-field fracture and waves in solid-fluid media towards earthquakes
固体中的破裂过程与流体中传播的波的耦合是构造地震中出现的一个突出现象。它是在一个单一的“整体”模型，可以渐近捕获可损坏的固体（岩石）和（粘）弹性流体（外核或海洋）。既有岩石圈断层上的破裂和致密岩石中新断层的产生都包括在这个模型中，还有地震波的发射和传播，包括，例如，横波在固液界面上的反射和纵波在固液界面上的折射。一个强大的，节能，收敛交错有限元离散。使用一个相当简化的变形破裂，三个计算实验记录这种方法的适用性。一些扩展的模型更现实的地球物理建模的概述。
2019-08-26 physics.geo-ph
Rupture process of 2013 Shonbe earthquake sequence
在这项研究中，我们使用了点源近似的前提下，它是兼容的破裂过程的主要断层几何所造成的启动Shonbe地震层序。首先，利用基于贝叶斯推断的概率非线性方法，对2013年4月9日在Shonbe附近的土黄色背斜附近发生的主震后6个月内的所有地震进行了重新定位。在掌握了实际台站分布的情况下，进行了综合试验。因此，可以明确影响误差结果的参数的适当值被计算为0.01。重新定位后，从373个地震记录中选取水平误差小于5km的98个地震记录，进一步分析了层序的空间特征。在此基础上，对21个大于4.5 Mn的同相轴进行了点源反演。然后对主震结果进行了补充研究和稳定性检验。因此，我们相信，所收集的结果是可靠的，足以用于地震构造分析的地区所产生的序列。最后，反向滑动矢量与大量的左横向走滑分量（在某些情况下）建模采用倒置的质心的分布和所产生的断层几何形状为选定的事件。在沉积盖层的最低部分，可以看到可能的成因断层向南倾斜，此外，破裂的深度范围位于8至12公里内。
2020-02-24 physics.geo-ph
Nature of the high-speed rupture of the two-dimensional Burridge-Knopoff model of earthquakes
本文通过大量的计算机模拟，研究了二维Burridge-Knopoff弹簧块模型的高速破裂或主震的性质。它被发现，在较大的事件中的破裂传播是高度各向异性和不规则的形状在较长的长度尺度上，虽然该模型是完全均匀的，破裂传播速度是保持恒定的到处在破裂前。破裂传播的方式有时模仿在真实大地震中观察到的相邻“凸体”的连续破裂。大地震往往是单侧的，其震中位于破裂带的边缘。震中位置也位于过去某次地震破裂带的边缘附近。事件大小分布的计算和讨论中与相应的一维模型。星等分布在较小的星等下表现出类似古腾堡-里希特定律的幂律行为，而在较大的星等下则转变为更具特征性的行为。大事件的破裂长度的行为进行了讨论的强烈各向异性破裂传播的大事件，反映了底层的几何形状。
2018-05-19 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Numerical Simulation on Faulting: Microscopic evolution, macroscopic interaction and rupture process of earthquakes
回顾了近年来断层作用的数值模拟研究，将其解释为断层面状态的演化和断层构造的演化。主题包括过错构成要件（摩擦）定律、规范粒子的性质、破裂的初始相、动态破裂过程、断层段的相互作用、断层带动力学等，发展了许多数值方法：边界积分方程方法（BIEM）、有限差分方法（FDM）、有限元或谱元方法（FEM，SEM）以及离散单元法（DEM），离散单元法（DEM）或晶格固体模型（LSM）。断层动力学应作为一个复杂的非线性系统来求解，其性质和行为表现出多层次结构。自20世纪90年代以来，由于高性能计算环境的发展，这些研究在数值和物理上都取得了进展。在小尺度上的相互作用被建模，以提供故障的大尺度属性。动态破裂对断层几何形态演化的影响或由于断层构造的存在而引起的动态破裂一直是研究的热点。探讨了在一个地震旋回中断层运动的（准）静态过程和初始过程。力学中还考虑了流体或热的影响。这些努力有助于我们对这些现象的理解，人们越来越期待在不同时空尺度上的统一理解（模拟）。
2010-07-13 physics.geo-ph
Coupling 3D geodynamics and dynamic earthquake rupture: fault geometry, rheology and stresses across timescales
本研究开发了一种将三维地球动力学模型与动态破裂模拟松散耦合的新方法，利用中轴变换从岩石圈流变学推导断层几何，揭示了长期三维应力场对破裂动力学和地震传播停止机制的重要影响，强调了跨尺度三维断层建模的必要性。
2024-07-30 physics.comp-ph physics.geo-ph
On the importance of 3D stress state in 2D earthquake rupture simulations with off-fault deformation
本研究指出在二维地震破裂模拟中，基于安德森理论设置错误的初始三维应力场会显著低估损伤带宽度并影响破裂传播，强调了正确初始应力场的重要性。
2023-10-18 physics.geo-ph
Earthquake source parameters and fault kinematics in the Eastern California Shear Zone
根据波形数据的轮廓余震的南北跟踪1992年6月28日兰德斯断裂横跨莫哈韦沙漠，我们构建了一个新的速度模型的莫哈韦地区，具有薄，慢地壳。使用这个模型，我们得到的源参数，包括深度和持续时间，为每个余震的配置文件，此外，任何显着的（M>3.7）约书亚树-兰德斯余震之间，1992年4月和1994年10月的相干TERRAscope数据可用。总之，我们用波形网格搜索算法确定了与约书亚树和兰德斯序列有关的45个显著（M_w > 4）地震的震源参数和应力降。这些地震的应力降似乎随着位置系统地变化，相对于先前的地震活动性，邻近先前的破裂（即，与Landers破裂有关），并与构造省有关。一般来说，在平托山断层以北的地区，位于兰德斯断裂所涉及的断层外的余震的应力降高于位于断层上的余震，新认识到的基卡普（兰德斯）断层上的余震除外。平托山断层以南的应力降适中，那里有地震群的历史，但没有单一的贯通断层。与东部横断山脉的余震相反，并与1992年加利福尼亚州大熊序列有关，兰德斯事件显示应力降和深度之间没有明确的关系。相反，更高的应力降余震似乎与新生断层的活动，或那些经历了相对较小的滑动主震破裂。
1998-06-21 physics.geo-ph
A rate-and-state friction based criterion for the probability of earthquake fault jumps
Institut de Radioprotection et de sûreté Nucléaire（法国核辐射防护与核安全研究所）；Université Côte d’Azur, CNRS, IRD, Observatoire de la Côte d’Azur, Géoazur（蔚蓝海岸大学、法国国家科学研究中心、法国海外发展署、蔚蓝海岸观测台、地球与环境科学实验室）；CNRS-INSU, Institut des Sciences de la Terre Paris, Sorbonne Université, ISTeP UMR 7193（法国国家科学研究中心-地球科学研究与监测研究所、巴黎地球科学研究所、索邦大学、地球物理学实验室）；Laboratoire de Géologie, Département de Géosciences, Ecole Normale Supérieure, PSL Université, CNRS UMR 8538（高等师范学校地质学系、巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心地球科学实验室）；Autorité de Sûreté Nucléaire et Radioprotection（法国核安全和辐射防护管理局）；Department of Earth Sciences, La Sapienza University of Rome（罗马第一大学地球科学系）；Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology（加州理工学院地质与行星科学系）
本文提出基于速率-状态方程的地震断层跳跃概率判据，用于预测地震破裂跳跃到断开断层的效率，并通过概率框架估计跳跃可能性。
2026-02-06 physics.geo-ph
Estimating uncertainty of earthquake rupture using Bayesian neural network
本文利用贝叶斯神经网络处理地震破裂模拟中的小数据问题，识别关键参数并量化不确定性，发现正应力对破裂传播影响最大且不确定性最高。
2023-04-11 cs.LG physics.geo-ph stat.ML
Quantifying the influence of fault geometry via mesh morphing with applications to earthquake dynamic rupture and thermal models of subduction
本文提出网格变形方法，在保持网格连通性下生成几何可变网格，结合降阶模型，高效量化断层几何对地震破裂和俯冲带热模型的影响，实现高达10^9倍加速。
2025-06-18 physics.geo-ph
Towards a simple, comprehensive model of regular earthquakes and slow slip events, part II: two-dimensional model
虽然我们现有的一维（1D）模型提供了一个成功的定量描述破裂事件，一维描述是有限的。因此，我们推导出一个二维（2D）模型，使我们能够调查的地震（EQ）和慢滑事件（SSE），只有在第二维明显的特点。我们发现，在全球剪切应力的方向（x方向）的EQ破裂的前缘是更广泛的地壳断层平面（y方向）比后缘。滑动速度的方向主要是在x方向上。EQ破裂在x和y方向上扩展。在SSE中，破裂也在短时间内沿两个方向扩展，然后，在脉冲形成后，没有进一步的扩展，即，脉冲形状实际上保持不变。二维模拟结果表明，地震矩（M）与时间（T）的标度律可以用关系式表示，其中。对于EQ，近似等于3，而对于SSE，随着脉冲的发展和完全建立，趋向于1。2D模型定量地描述了地震脉冲的参数在幕式震颤和滑动（ETS）现象，也解释了与此脉冲，如逆震颤迁移非火山震颤的重要特征。二维模型证实了以前一维模型的基本发现：（i）震波迹象的类型（EQ或SSE）和破裂类型（裂缝状或脉冲状）完全由断层强度、剪切应力与法向应力的比值以及该比值的梯度决定;（ii）破裂的形状和最大滑移的位置取决于初始应力的空间发布。
2021-12-17 physics.geo-ph
Earthquake dynamics constrained from laboratory experiments: new insights from granular materials
本文将低正应力下颗粒材料剪切实验的摩擦数据直接嵌入三维地震破裂动力学模拟，发现其流变特性无法由现有摩擦模型描述，却能自洽再现亚剪切与超剪切地震破裂。
2024-01-19 physics.geo-ph
Towards a simple, comprehensive model of regular earthquakes and slow slip events, part I: one-dimensional model
我们已经开发了一个模型，描述了一个破裂的主要特征，从定期地震（EQ）的慢滑事件（SSE），包括幕式震颤和滑动（ETS）。以前的模型预测，而准确的，是基于一个高度理想化的初始应力分布和一个简单的速度依赖的摩擦表达式。因此，该模式的全部范围尚未得到充分论证。进一步的发展，这里介绍，包括更现实的物理处理的初始条件和摩擦。模型预测为：（1）震波迹象的类型，即规则EQ或SSE，由断层强度、剪应力与法向应力之比以及该比的梯度确定。这些关键参数的定量值也在这里获得;（2）破裂速度的范围从剪切波速度的一小部分到超剪切速度的规则EQ。常规EQ的最大滑移速度通常为1 m/s的量级。对于SSE，滑动速度范围很广，从几厘米/年到0.1米/秒。应力降的大小变化范围为初始剪应力的1%~ 10%（对于常规EQs）和0.1%~ 10%（对于SSE）;（3）破裂可扩展为裂纹样模式或自愈脉冲模式。破裂模式的类型取决于应力比及其梯度。如果应力不均匀性呈台阶状，则破裂总是裂纹状。如果非均匀性是局部的，那么当应力和应力梯度足够大时，破裂是裂纹状的，而当应力和应力梯度较小时，破裂是脉冲状的;（4）在不稳定性发展之后，破裂动力学不依赖于速率状态参数a和b的相对值，即，摩擦滑动是速度减弱还是速度增强并不重要。基于速率状态的模型与这一结果不一致。
2019-09-09 physics.geo-ph
Equivalent near-field corner frequency analysis of 3D dynamic rupture simulations reveals source complexity
本文通过定义Brune型等效近场拐角频率并分析三维动态破裂模拟生成的海量近场波形，揭示地震动频谱的空间变化与震源复杂性之间的关系，发现垂直分量中局部升高的拐角频率主要由地表破裂前锋减速引起。
2023-07-05 physics.geo-ph
CyberShake Earthquake Fault Rupture Modeling and Ground Motion Simulations for the Southwest Iceland Transform Zone
本文将 CyberShake 高性能计算工作流迁移至西南冰岛转换带，基于新的物理书架式断层系统模型生成 2103 个断层破裂并模拟 625 个台站的地面运动，验证了其模拟结果与冰岛强震数据和经验贝叶斯 GMPEs 高度一致，可为大震级 GMPE 约束提供重要数据。
2024-04-01 physics.geo-ph
Machine Learning Approach to Earthquake Rupture Dynamics
University of Memphis（孟菲斯大学）；Alan Turing Institute（艾伦·图灵研究所）
模拟动态破裂传播是具有挑战性的，由于涉及的不确定性，在断层滑动，应力条件和断层的摩擦特性的基础物理。通常使用试错法来确定描述破裂的未知参数，但运行许多模拟通常需要人工检查以确定如何调整参数值，因此不是非常有效。为了降低计算成本，提高我们确定合理的应力和摩擦参数的能力，我们利用机器学习方法。我们开发了两个模型，地震破裂传播的人工神经网络（ANN）和随机森林（RF）算法来预测，如果破裂可以打破断层上的几何非均匀性。我们训练的模型，使用数据库的1600动态断裂模拟数值计算。断层几何形状、应力条件和摩擦参数在每个模拟中都不同。我们交叉验证和测试的预测能力的模型，分别使用额外的400个模拟破裂。RF和ANN模型预测破裂传播的准确率超过81%，模型参数可用于推断破裂传播最重要的潜在因素。这两个模型都是计算效率高的，使得400次测试只需要几分之一秒，从而导致动态破裂的潜在应用，而由于基于物理的破裂模拟的计算需求，这些应用以前是不可能的。
2019-06-14 cs.LG physics.geo-ph stat.ML
Breakdown of the classical rupture theory and earthquake propagation in the "forbidden" super-Rayleigh range
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of Oslo（奥斯陆大学）
研究揭示摩擦速率依赖性导致破裂连续穿过超瑞利范围进入超剪切状态，无需突变，挑战经典理论。
2026-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.geo-ph
Back-Propagating Rupture: Nature, Excitation, and Implications
本研究结合理论、数值模拟与观测，揭示反向传播破裂（BPR）的固有属性、可观测激发条件及两类机制，并阐明其对地震物理和灾害评估的意义。
2024-06-03 cond-mat.soft physics.geo-ph
Joint Analysis of Shannon and Tsallis Entropy and GRACE-FO driven Equivalent Water Height Anomalies for Pre- and Post-Rupture Monitoring: An Example of the 2023 Mw = 7.8 Kahramanmaraş Earthquake, Türkiye
Farhangian University（法尔干大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Arak University of Technology（阿拉克理工大学）
结合25年地震目录、GRACE-FO等效水高数据及香农熵和Tsallis熵，分析2023年卡赫拉曼马拉什地震双震前后东安纳托利亚断层系统的时空变化，揭示破裂前熵增与EWH减小的临界转变，同震熵突增与EWH负异常，以及震后非平衡态持续。
2026-08-27 physics.geo-ph
Postseismicity of slow-slip doublets discerned on the outermost of the Nankai Trough subduction megathrust
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology（日本海洋地球科学技术机构）；Kyoto University（京都大学）；Geospatial Information Authority of Japan（国土地理院）
研究通过分析日本西南部南海褶皱带的GNSS数据，揭示慢滑动双体的后地震性，发现慢地震可能由指数核裂和对数减速蠕动构成，从而识别潜在的主压扭带灾难风险。
2025-12-03 physics.geo-ph
Quantifying Uncertainties in the 2004 Sumatra-Andaman Earthquake Source Parameters by Stochastic Inversion
从海啸波资料反演震源参数的方法中，加入了主观因素。在大多数确定性反演中，噪声和可能不足的数据也会导致不稳定性和非唯一性。本文利用2004年苏门答腊-安达曼海啸的卫星测高术资料反演震源参数。使用一个有限的故障模型，代表破裂的程度和几何形状的沟槽，我们进行了非线性联合反演的滑移，破裂速度和上升时间与最小的先验约束。尽管持续良好的波形拟合，大的方差和偏度的联合参数分布构成了一个显着的特点反演。这些不确定性表明，需要客观的反演战略，应纳入更复杂的物理模型，以显着提高预警系统的性能。
2016-05-18 physics.geo-ph
Universal mean moment rate profiles of earthquake ruptures
地震现象学显示出许多幂律分布，包括古腾堡-里克特频率-大小统计和余震衰减率的大森定律。在寻找一个基本的模型，使正确的预测长的时空尺度上，我们讨论的结果与非均质故障与远程应力传递相互作用。为了更好地理解地震动力学，我们专注于古腾堡-里希特地震统计的故障，并开发了两个通用的标度函数，作为对观测理论的更强有力的测试，而不仅仅是具有大误差条的标度指数。通用形状剖面包含了各种系统中潜在动力学的关键信息。在磁系统中，我们发现，我们的分析地震提供了一个很好的理论和观测之间的整体协议，但在一个特定的通用的比例函数的时刻率的潜在差异。这些结果揭示了具有雪崩噪声的截然不同的系统的物理之间的有趣联系。
2005-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
A comparative study on the self-similarity hypothesis of regular and slow earthquake growth
本文基于 Sato-Hirasawa-Matsu'ura 自相似关系估计多类地震的震源参数与标度能量，发现慢滑移存在多模态，并质疑矩—持续时间立方律代表慢地震自相似增长。
2024-06-18 physics.class-ph physics.geo-ph
Electro-Magnetic Earthquake Bursts and Critical Rupture of Peroxy Bond Networks in Rocks
我们提出了一种机制，低频电磁辐射和其他电磁现象已与地震。该机制结合了临界地震的概念和地壳在不断增加的应力下充当充电电池的概念。通过激活氧阴离子亚晶格中的休眠电荷载流子（称为过氧键或正空穴对（PHP））来释放电荷，其中PHP表示具有$X,Y = Si^{4+}, Al^{3+}...$的$O_3X/^{OO}\backslash YO_3$，即硅酸盐的$O^{2-}$基质中的$O^-$。我们建议，PHP被激活的塑性形变在缓慢的合作建立的应力和日益相关的损害最终在一个大的“临界”地震。最近的实验室实验确实表明，受到压力的岩石形成电池，当导电路径闭合等效电路时，电池可以释放电荷。我们推测，间歇性和不稳定的发生的EM信号是一个后果的逐步建立的电池电荷在地壳和他们的不稳定的释放时，裂纹网络是在整个应力岩石体积，提供了一个导电通路的电池电流放电。因此，EM信号预计接近破裂，或稍早或稍晚，也就是说，当渗流是最有利的。
2006-05-07 physics.gen-ph physics.geo-ph
Energy flows in the earthquake source before and after the main shock
本文基于 Umoff-Poynting 定理与地震现象学理论，将前震、余震作为能量因素传播的示踪物，发现主震前能量流向震中汇聚、主震后向外发散，并提出震级依赖验证方法。
2024-01-23 physics.geo-ph
Lab earthquakes confirm the theory of frictional slip pulses
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
本文通过大量实验室地震实验，在多参数范围内证实了二维摩擦滑动脉冲理论的预测，明确了脉冲的非稳态特性及衰减到增长的转变，深化了对主导地震破裂模式的认识。
2026-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
