将电磁前兆与地震动力学相联系：基于非广延碎片模型与自仿凹凸体模型的方法
地球物理
2014-01-30 v2
摘要
裂纹张开会产生从 kHz 到 MHz 宽频谱范围内的电磁（EM）辐射，这可被视为普遍破裂的前兆。在实验室和地球物理尺度上均观测到的一个重要特征是，MHz 辐射系统性地先于 kHz 辐射出现。然而，将单个 EM 前兆与地震（EQ）准备的特定阶段联系起来仍是一个关键的开放性问题。最近提出的一个关于震前 EM 活动的两阶段模型表明，MHz EM 辐射源于断层周围高度非均匀系统的破裂。最终出现的 kHz EM 辐射则根源于 EQ 发生的最后阶段，即支撑系统的实体的破裂。在本工作中，基于两个 EQ 动力学理论模型，我们尝试进一步深入探究并阐明前兆 kHz EM 活动与 EQ 发生最后阶段之间的联系。首先，自仿射模型指出，当两条粗糙且刚性的分数布朗剖面相互交叉时，其中一条相对于另一条的滑动即导致 EQ。其次，凹凸体-碎片模型根植于从第一性原理出发的 Tsallis 非广延框架，由两条粗糙剖面通过填充间隙的碎片相互作用而构成。在后一种方法中，EQ 的触发机制是通过断层面的凹凸不平及其间碎片的相互作用来建立的。本文表明，这些 EQ 动力学模型可与探测到的 kHz EM 辐射相联系。在这一震前 EM 活动分析框架中，我们确定了充分的判据，使得区分以下两种情况成为可能：地震震动是源于填充粗糙剖面间隙的碎片的破裂，还是源于分布在支撑系统的分数布朗剖面上的“齿”的破裂。
引用
@article{arxiv.1111.4829,
title = {Linking electromagnetic precursors with earthquake dynamics: an approach based on nonextensive fragment and self-affine asperity models},
author = {G. Minadakis and S. M. Potirakis and C. Nomicos and K. Eftaxias},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.4829},
year = {2014}
}