Evolution of Sliding Along a Heterogenous Fault. A Large-Scale Laboratory Experiment.

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A laboratory setup was constructed in IDG RAS to investigate the process of shearing the contact of rock blocks of one-meter scale. It was used to investigate deformation processes in a fault with a heterogenous structure of the sliding interface, which contained strong contact patches – analogs of the “asperity” in the model of Hiroo Kanamori. It is shown that when a large slip occurs, the rupture, that starts in the zone of maximal deficit of interblock displacement, cuts the segments of the fault with lower effective strength, the latter being decreased in previous deformation events. Those previous events may be “slow” slips with low seismic efficiency. In nature the events that “prepare” the fault interface for a large slip may be smaller earthquakes – foreshocks, or they can be either low frequency earthquakes or slow slip events, both can hardly be detected in seismic records. Thereupon a promising diagnostic indication is the shift of the spectrum of ambient seismic noise to lower frequencies caused by the decrease of fault stiffness.

About the authors

G. A. Gridin

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences

Email: ostapchuk.aa@idg.ras.ru
119334 Russia, Moscow

G. G. Kocharyan

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences

Email: ostapchuk.aa@idg.ras.ru
119334 Russia, Moscow

K. G. Morozova

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences

Email: ostapchuk.aa@idg.ras.ru
119334 Russia, Moscow

E. V. Novikova

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences

Email: ostapchuk.aa@idg.ras.ru
119334 Russia, Moscow

A. A. Ostapchuk

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ostapchuk.aa@idg.ras.ru
119334 Russia, Moscow

D. V. Pavlov

Sadovsky Institute of Geosphere Dynamics, Russian Academy of Sciences

Email: ostapchuk.aa@idg.ras.ru
119334 Russia, Moscow

References

  1. Беседина А.Н., Кишкина С.Б., Кочарян Г.Г., Ряховский И.А. Анализ микросейсмического фона до и после сильных землетрясений на примере Чилийской зоны субдукции // Физика Земли. 2020. № 2. С. 10–20.
  2. Добровольский И.П. Теория подготовки тектонического землетрясения. М.: Наука. 1991. 218 с.
  3. Кочарян Г.Г. Возникновение и развитие процессов скольжения в зонах континентальных разломов под действием природных и техногенных факторов. Обзор современного состояния вопроса // Физика Земли. 2021. № 4. С. 3–41. https://doi.org/10.31857/S0002333721040062
  4. Кочарян Г.Г., Батухтин И.В. Лабораторные исследования процесса скольжения по разлому как физическая основа нового подхода к краткосрочному прогнозу землетрясений // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 3. С. 671–691. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-3-0367
  5. Кочарян Г.Г., Иванченко Г.Н., Кишкина С.Б. Энергия, излучаемая сейсмическими событиями различного масштаба и генезиса // Физика Земли. 2016. № 4. С. 141–156
  6. Кочарян Г.Г., Остапчук А.А., Павлов Д.В., Гридин Г.А., Морозова К.Г., Hongwen J., Пантелеев И.А. Лабораторные исследования закономерностей фрикционного взаимодействия блоков скальной породы метрового масштаба. Методика и первые результаты // Физика Земли. 2022. № 6. С. 162–174
  7. Bürgmann R. The Geophysics, geology and mechanics of slow fault slip // Earth and Planetary Science Letters. 2018. V. 495. P. 112–134. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2018.04.062
  8. Gomberg J. Unsettled earthquake nucleation // Nat. Geosci. 2018. V. 11. P. 463–464. https://doi.org/10.1038/s41561-018-0149-x
  9. Kanamori H., Stewart G.S. Seismological aspects of the Guatemala earthquake of February 4, 1976 // J. Geophysical Research: Solid Earth. 1978. V. 83. № B7. P. 3427–3434. https://doi.org/10.1029/JB083iB07p03427
  10. Kocharyan G.G., Ostapchuk A.A., Pavlov D.V. Traces of laboratory earthquake nucleation in the spectrum of ambient noise // Sci. Rep. 2018. V. 8. P. 10764. https://doi.org/10.1038/s41598-018-28976-9
  11. Obara K., Kato A. Connecting slow earthquakes to huge earthquakes // Science. 2016. V. 353. P. 253–257. https://doi.org/10.1126 /science.aaf1512
  12. Peng Z., Gomberg J. An integrated perspective of the continuum between earthquakes and slow-slip phenomena // Nature Geoscience. 2010. V. 3. № 9. P. 599–607. https://doi.org/10.1038/ngeo940
  13. Radiguet M., Perfettini H., Cotte N., Gualandi A., Valette B., Kostoglodov V., Lhomme T., Walpersdorf A., Cabral Cano E., Campillo M. Triggering of the 2014 Mw7.3 Papanoa earthquake by a slow slip event in Guerrero, Mexico // Nat. Geosci. 2016. V. 9. P. 829–833. https://doi.org/10.1038 /ngeo2817
  14. Scholz C.H. The mechanics of earthquakes and faulting 3rd edition. Cambridge. UK: Cambridge University Press. 2019. 517 p.
  15. Scholz C. H., Campos J. The seismic coupling of subduction zones revisited // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. B05310. https://doi.org/10.1029/2011JB009003
  16. Sibson R.H. Thickness of the Seismic Slip Zone // Bulletin of the Seismological Society of America. 2003. V. 93. № 3. P. 1169–1178. https://doi.org/10.1785/0120020061

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)
3.

Download (111KB)
4.

Download (214KB)
5.

Download (85KB)
6.

Download (182KB)
7.

Download (182KB)
8.

Download (48KB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».