机械驱动地震灾害中前兆持续时间与事件规模之间的普适尺度关系
地球物理
2026-03-10 v2
摘要
许多灾难性事件，包括滑坡、岩石爆破、冰川崩塌以及火山喷发，都伴随可观测的加速阶段，这为早期预警和灾害减缓提供了关键窗口；然而，前兆阶段的持续时间在不同场地、不同规模和不同灾害类型之间仍然 poorly 估计。这一限制源于前兆起始点常常是通过启发式阈值或经验标准来识别的。本文引入了一种基于物理的框架，从加速动力学中客观地约束前兆持续时间，而无需预先指定起始点或依赖于特定可观测量。我们分析了过去一个世纪中跨越七大洲的109个地震灾害事件的数据集，一致地量化了它们的前兆持续时间。对于机械驱动的不稳定性，我们识别出前兆持续时间与失效体积之间稳健的尺度关系，跨越超过十个数量级。当以特征系统尺度表示时，这一关系接近线性，符合动力学临界点附近的有限尺度缩放。这一行为表明，前兆持续时间反映了从相关变形逐渐增长到系统跨尺度的过程，而不仅仅是局部断裂动力学。这种普适性指向了支配机械驱动地震灾害接近灾难性失败的共同组织机制。
引用
@article{arxiv.2601.07404,
title = {Universal scaling between precursory duration and event size across mechanically driven geohazards},
author = {Qinghua Lei and Didier Sornette},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.07404},
year = {2026}
}