VORA: Rapid Association of Earthquake Phases from Local to Global
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Berkeley Seismology Laboratory, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校地震实验室）
研究针对地震震相关联难题，提出VORA方法，将其作为无监督时空聚类问题，依赖地震起源时间和台站邻接约束，利用深度学习估计起源时间，借助Voronoi图聚类，在合成与真实数据集上表现出色，能从局部扩展到全球，无需训练可推广。
2026-07-14 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
Order parameter fluctuations in natural time and b-value variation before large earthquakes
自相似性可能源于两个来源：过程的增量无限方差和/或过程的记忆。古腾堡-里希特定律的$b$值来自第一个原点。在地震资料的自然时间分析框架内，大震前观测到的b值下降反映了接近临界点（主震）时序参量波动的增加。然而，这些波动的增加也受到自相似性的第二个起源的影响，即，地震震级之间的时间相关性这一点得到了地震模型的观测和模拟的支持。
2012-07-17 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Origin of slow earthquake statistics in low-friction soft granular shear
Department of Earth and Space Science, The University of Osaka（大阪大学地球空间科学系）
本研究通过实验表明，低摩擦软颗粒剪切导致慢地震统计，其特征与水热条件下断层材料的粘滑行为一致。
2025-12-01 cond-mat.soft physics.geo-ph
Common dependence on earthquake magnitudes for the trapped particles bursts approaching the earthquake
在过去几十年的几次空间实验中，人们一直观测到在地震前几个小时，特别是在强震前几个小时，经常会发生俘获粒子爆发。然而，粒子爆发事件的地震起源的有效性仍然没有解决。本文首次报道了以不同震级地震为中心的不同时间窗内粒子爆发的频率分布和时间演化。结果表明，粒子爆发频率与地震震级的系统相关性以及不同震级下粒子平均爆发数的特征时间衰减行为基本相同。这些发现将加强粒子爆发地震起源的有效性，并进一步认识粒子爆发作为地震前兆的可能性。
2012-11-17 physics.geo-ph physics.space-ph
Robust Earthquake Location using Random Sample Consensus (RANSAC)
针对小震级地震因相位拾取少易受错误拾取影响的定位问题，提出整合随机抽样一致性（RANSAC）的机器学习方法，通过迭代抽样减轻异常值偏差，在合成数据和真实地震序列中验证了与传统算法相当的精度及更强的稳健性。
2025-02-15 physics.geo-ph
A tale of two faults: Statistical reconstruction of the 1820 Flores Sea earthquake using tsunami observations alone
该研究采用贝叶斯方法结合近20万次海啸模拟，分析1820年弗洛勒斯海地震的震源，发现瓦拉奈/塞拉亚尔断层发震与历史记录更吻合，同时提出区域存在其他震源或双断层交汇同时破裂的可能。
2023-05-02 physics.geo-ph
Earthquake Source Depth Determination using Single Station Waveforms and Deep Learning
Department of Earth and Environmental Sciences, Dalhousie University（达尔豪斯大学地球与环境科学系）
本文提出VGGDepth网络，利用单站波形和深度学习确定地震震源深度，有效降低深度估计的不确定性。
2026-01-12 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
Earthquake and Electrochemistry: Unraveling the Unpredictable
地震是使用定义明确的地震参数，如地震矩（Mo），矩震级（Mw）和释放的弹性能量（E）来测量的。如此巨大的能量是如何在地壳深处默默地积累起来的？地震研究中最明显的问题仍然没有答案。我们发现了一个内在的和有趣的联系之间释放的能量在地震和电化学电位在超薄金属氧化物电极浸泡在水溶液中的pH值，这使我们了解的起源能量积累过程中的地震。巨大的电化学势是由许多形成在水合粘土矿物（主要是蒙皂石）的独特层结构中的电化学电池积累而成的，这导致了岩石圈（震源）中闪电般的放电。随后产生类似于雷的大规模冲击波，可能通过声流化（AF）引发构造板块沿断层线运动，由此产生的地震能量以一次波（P波）、二次波（S波）和表面波的形式传播。震源电压的存在直接支持了地震电信号（SES），进一步加强了地震预测的VAN方法。我们的发现得到了大量致力于地震科学的研究和观察的支持。如果能及时监测岩石圈断裂带和电离层中的电化学电位、地震电信号（SES）和离子活度的变化，对地震预报和及早抢救生命具有重要意义。
2020-11-02 physics.geo-ph
On the theory of earthquakes: Paradoxical contradiction of Omori's law to the law of energy conservation
本文指出大森定律与能量守恒定律存在悖论性矛盾，通过引入震源失活概念并基于一阶线性微分方程建立余震演化理论，提出两种消除矛盾的方法，深化了对余震现象学理论的理解。
2024-05-24 physics.geo-ph
An 8-year-long low-frequency earthquake catalog for Southern Cascadia
低频地震（LFEs）是小震级地震，典型震级小于2，相对于普通小地震，频率大于10 Hz的振幅减小。它们的出现往往与沿板块边界的俯冲带和偶尔的转换断层带的构造震颤和慢滑动事件有关。它们通常被分成几个系列，一个系列的所有地震都起源于板块界面上的同一个小块，并以爆发的方式或多或少地周期性地重复发生。在这项研究中，我们将Plourde等人（2015）在2008年4月高震颤活动期间获得的LFE目录扩展到2004-2011年的8年期间。Boyarko等人（2015）目录中北纬42度以南的所有震颤都与LFE活动有关，但我们已经确定了几个较小的LFE事件，而没有相关的震颤活动，并将其目录向前和向后扩展了大约3年。在卡斯卡迪亚北部，下倾LFE家庭的复发间隔比上倾家庭小几倍。对于2008年4月的幕式震颤和滑动事件，记录最好的LFE家庭表现出强烈的潮汐库仑应力敏感性开始1.5天后，破裂前通过每个LFE家庭。最南端的LFE族，已被解释为在俯冲板块边界上，接近地震的上倾极限，具有非常短的复发时间。此外，这些LFE往往发生在预测的潮汐库仑应力阻碍板块边界滑动的时候。这两个观测结果都表明，这个LFE家族可能位于不同的断层上。
2022-12-30 physics.geo-ph
Delayed dynamic triggering of earthquakes: Evidences from a statistical model of seismicity
我研究了最近提出的地震动力学的统计模型，它将老化作为一个基本组成部分。该模型被称为生成地震序列，定量再现在实际地震模式中观察到的事件的空间和时间聚类。目前的工作的目的是调查，如果这个模型可以给支持的经验证据，地震可以触发的短暂的小扰动，特别是通过的地震波起源于发生在遥远的地理位置的事件。地震波的影响被纳入到模型中，假设它们在施加时在系统的动态状态中产生瞬时小的修改。这种动态的变化有两个主要的影响。一方面，它诱发了地震，这些地震正好发生在扰动的应用上。这些被称为即时事件。另一方面，在施加扰动之后，存在延迟效应：地震活动在扰动之后突然增加，然后下降到背景活动水平以下，并且最终恢复到背景值。这些变化的时间尺度取决于系统的内部动力学，并且与扰动的持续时间完全无关。超过背景活动的延迟事件的数量通常被观察到比即时事件的数量大大约20倍。扰动后的增强活动期的起源与老化松弛的存在有关，如果松弛不存在，则不会发生。这些发现支持了由地震波产生的微小瞬态扰动可以远程触发地震的实验证据。
2010-08-20 cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Dependence of the source deactivation factor on the earthquake magnitude
地震物理学的三个基本定律，分别以它们的发现者大森、古腾堡、里克特和巴斯的名字命名，被广泛应用于原始、评论、专题和科普文献中。在本文中，我们试图从一个不寻常的角度来看待法律。我们的方法背后的想法如下。这三个定律中的每一个都是在解决特定研究问题的过程中建立起来的，其结果都以特定的数学形式表达出来。我们问自己，是否有可能修改问题的陈述，和/或修改定律的表达形式，以便看到一个众所周知的科学陈述的新方面？根据大森定律，余震的频率随着时间的推移呈双曲线下降。这个问题的修正形式是找到一个描述余震时间演化的微分方程。我们发现了一个简单的微分模型，在这个模型的框架内引入了震源失活的概念。从理论和实验上分析了失活因子与主震大小的关系。已经可靠地确定了失活因子随着主震强度的增加而单调减小。其他可能的应用所提出的方法技术被认为是。特别指出了如何克服大森定律与能量守恒定律之间的矛盾。关键词：大森定律，古登堡-里克特定律，巴斯定律，主震，余震，失活因子，大森期，演化微分方程。
2021-08-05 physics.geo-ph
Earthquake Phase Association with Graph Neural Networks
Stanford University（斯坦福大学）
地震相关联将地震到达时间测量与其成因源连接起来。有效的关联必须确定离散事件的数量，它们的位置和起源时间，并且必须区分真实到达和测量伪影。深度学习拾取器的出现，从紧密重叠的小震级地震中提供高拾取率，促使人们重新审视相位关联问题，并使用深度学习的方法来处理它。我们已经开发了一个图形神经网络关联器，同时预测源时空定位，和离散源到达关联似然。该方法适用于任意几何形状，时变地震台网的数百个台站，是强大的高速率的源和输入拾取与可变的噪声和质量。我们的图地震神经解释引擎（GENIE）使用一个图来表示站集，另一个图来表示空间震源区域。GENIE从这种组合表示中的数据中学习关系，使其能够确定强大的源和源到达关联。我们对合成数据进行了训练，并使用PhaseNet深度学习相位选择器生成的输入，在来自北加州（NC）地震台网的真实数据上测试了我们的方法。在2000 $\unicode{x2013}$ 2022年之间的500个随机日内，我们成功重新检测了USGS报告的所有M>1事件的约96%。在2017年$\unicode{x2013}$ 2018的100天连续处理间隔中，我们检测到的事件数量是USGS报告的约4.2倍。我们的新事件的震级估计低于美国地质勘探局目录的完整震级，并且靠近该地区的活动断层和采石场。实验结果表明，GENIE算法能够有效地解决复杂地震监测条件下的关联问题.
2022-09-15 cs.LG physics.geo-ph
On four representations of the law of aftershock evolution
Schmidt Institute of Physics of the Earth RAS（施密特地球物理研究所俄罗斯科学院）
本文针对余震演化规律，分析Omori图像、Hirano-Utsu表示的不足，提出线性与离散两种新表示形式，揭示余震活动随震源本征时间指数衰减的特性。
2026-08-03 physics.geo-ph
High-Rate Phase Association with Travel Time Neural Fields
University of Basel（巴塞尔大学）；La Sapienza Università di Roma（罗马大学（萨皮恩扎））；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Rice University（莱斯大学）；University of Illinois at Urbana–Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
针对现有震相关联技术在高事件速率、波速四维复杂场景下失效的问题，提出融合深度生成模型与走时神经场的HARPA框架，通过概率分布与最优传输实现关联并同步估波速，性能优于现有方法，建立地震数据分析新范式。
2024-12-12 cs.LG eess.SP physics.geo-ph
Neolithic stone settlements as locally resonant metasurfaces
我们研究的动态表面响应的新石器时代的石头解决与地震环境噪声技术在法国布列塔尼的卡纳克市附近获得。令人惊讶的是，我们发现，menhirs（新石器时代的人类大小的独立花岗岩石）与纵横比之间的1和2周期性地排列在一层薄薄的沙土上铺设在花岗岩基岩，表现出在10至25赫兹的范围内的基本共振。我们提出了一个类似的Kelvin-Voigt粘弹性模型，解释了这种低频共振的起源。我们进一步探讨低频滤波效果与全波有限元模拟。我们的数值结果证实了弯曲性质的基本共振的menhirs，并进一步建议额外的共振的旋转和纵向性质的频率范围为25至50赫兹。因此，我们的研究铺平了道路，大规模的地震元表面组成的花岗岩石周期性地排列在一层薄薄的风化层上的基岩，地面振动缓解地震工程学。
2022-06-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.geo-ph
