摘要gydF4y2Ba
了解板块内地震的原因是具有挑战性的，因为它需要将板块构造理论扩展到大陆变形动力学。美国西部远离板块边界的地震活动集中在一条蜿蜒的、南北走向的“山间”带gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．这一区域与地壳和岩石圈从薄的、活跃的变形到厚的、构造活动较少的过渡相吻合。尽管这样的结构梯度已经被用来解释地震活动的局部化gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba在美国，地震活动的根本原因尚不清楚。在这里，我们展示了改进的地幔流动模型的结果，揭示了地震活动与“动态地形”(即来自地幔流动的垂直正应力)的速率变化之间的关系。相关的预测能力比我们检查过的任何其他强迫都要大。我们认为，活跃地幔流动是导致板块内地震变形的主要因素，而重力势能变化的作用较小。地震活动局部化应该发生在垂直正应力的对流变化被岩石圈强度不均匀性调制的地方。我们对变形过程的研究结果与其他活动带的研究结果一致gydF4y2Ba4gydF4y2Ba，这意味着地幔流动在形成地形、构造和板块内地震危险方面起着重要的、可量化的作用。gydF4y2Ba
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意大利中部亚平宁山脉的造山带尺度隆升驱动了地震断层的幕式活动gydF4y2Ba
科学报告gydF4y2Ba开放获取gydF4y2Ba3月21日gydF4y2Ba
地心引力集中于北美板块内地震gydF4y2Ba
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确认gydF4y2Ba
我们感谢C. Kreemer以电子形式发表了他的大地应变率模型，并感谢C. Conrad的评论。所有图形都是用通用映射工具创建的gydF4y2Ba28gydF4y2Ba．一些分析是基于UNAVCO为地球范围运营的板块边界天文台提供的数据服务，并得到美国国家科学基金会(NSF;EAR-0350028和EAR-0732947)。T.W.B.得到了美国国家科学基金会/美国地质调查局南加州地震中心以及EAR-1215720和EAR-1215757的部分支持。A.R.L.由EAR-0955909和EAR-1358622支持。gydF4y2Ba
作者信息gydF4y2Ba
作者及隶属关系gydF4y2Ba
贡献gydF4y2Ba
T.W.B.进行了分析和地球动力学建模，并与A.R.L.共同撰写了论文。T.W.B.、A.R.L.和C.F.设计了分析并对写作做出了贡献。B.S.和C.Y.在地球物理约束方面提供建议，A.B.在GPS数据方面提供帮助，所有作者都合作解释了结果。gydF4y2Ba
相应的作者gydF4y2Ba
道德声明gydF4y2Ba
相互竞争的利益gydF4y2Ba
作者声明没有相互竞争的经济利益。gydF4y2Ba
扩展的数据图形和表格gydF4y2Ba
扩展数据图1在Molchan分析中所选择的附加标量字段的映射gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba扩展数据图2gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BacgydF4y2Ba，来自Levander和Miller的莫霍面深度估算gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba(LM12S)， Lowry和Pérez-GussinyégydF4y2Ba11gydF4y2Ba(LP)和沈gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba47gydF4y2Ba(宝宝)。gydF4y2BadgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba，“岩石圈软流圈边界”(LAB)深度由Levander和Miller从接收函数推断gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，横波版(gydF4y2BadgydF4y2Ba)，基于Kreemer GPS大地测量的水平法向应变gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba29gydF4y2Ba(扩展正)(gydF4y2BaegydF4y2Ba)和垂直GPS速率，平滑自2014年UNAVCO/PBO速度发布(PBO .final_frame。或者在gydF4y2Baftp://data-out.unavco.org/pub/products/velocity/gydF4y2Ba)，并移除了假定的异常值(gydF4y2BafgydF4y2Ba)．gydF4y2Ba
图2 Molchan技能gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba，用于扩展模型集的板内地震活动性。gydF4y2Ba
我们展示了三个莫霍模型的结果:CUBgydF4y2Ba47gydF4y2Ba, LM12SgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba（gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba波版)和LPgydF4y2Ba11gydF4y2Ba(如在正文中使用，比较gydF4y2Ba扩展数据图1a-cgydF4y2Ba)，由接收器函数估计的LAB厚度(gydF4y2Ba扩展数据图1dgydF4y2Ba)和弹性厚度，以及两种GPE模型，如正文所述，其梯度，地球动力学模型预测和美国西部的运动学模型(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)．虚线表示结果95%显著性以外的区域。这个更全面的分析证实了关于相对模型性能的结论。gydF4y2Ba
扩展数据图3预测整个地区所有地震活动的Molchan误差曲线gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba．gydF4y2Ba
与gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba，其中仅考虑板块边界带外的地震活动，如gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba．动态地形的速率变化表现出显著的正技能，即使考虑了板块边界地震活动。gydF4y2Ba
图4相关性，gydF4y2BargydF4y2Ba，地震活动性密度之间(gydF4y2BaϕgydF4y2Ba，gydF4y2Ba图1 bgydF4y2Ba)和不同的模型。gydF4y2Ba
通过均匀区采样得到了在板块边界区外的区域gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba与…相比gydF4y2Ba扩展数据图2gydF4y2Ba．填充符号和开放符号是线性的(Pearson)，gydF4y2BargydF4y2Ba，长矛兵军衔，gydF4y2BargydF4y2Ba年代gydF4y2Ba，相关性，分别。虚线表示95%显著性以外的区域，灰色阴影表示近似随机密度函数分布。Pearson相关的相对表现与技能的结果一致(gydF4y2Ba扩展数据图2gydF4y2Ba)，且Spearman秩存在一定偏差，表明两者之间缺乏简单的线性关系gydF4y2BaϕgydF4y2Ba标量场。gydF4y2Ba
图5地震活动性与选定标量场的波长相关关系。gydF4y2Ba
所考虑的模型:大地测量的剪切应变率(gydF4y2Ba图1 cgydF4y2Ba）;动态地形率变化率(gydF4y2Ba图1 fgydF4y2Ba）;莫霍面深度梯度gydF4y2Ba11gydF4y2Ba；及GPE (gydF4y2Ba图1 dgydF4y2Ba)．右边的圆圈表示总相关性，如gydF4y2Ba扩展数据图4gydF4y2Ba．实线、粗线和填充符号分别用于线性(Pearson)相关，细线、虚线和开放符号分别用于Spearman秩相关。动态地形速率变化与大部分波长的地震活动性呈正相关。较短波长，其中流变复杂岩石圈的响应将是最相关的，强调两者之间的差异gydF4y2BargydF4y2Ba而且gydF4y2BargydF4y2Ba年代gydF4y2Ba出现在gydF4y2Ba扩展数据图4gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
图6阐明性的综合地幔流动模型，探讨了简单的动态地形及其速率变化，gydF4y2Ba特别的gydF4y2Ba温度异常。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BahgydF4y2Ba底部子图为温度异常和地幔流速，顶部子图为地表动态地形(左)和时间变化(右)。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BabgydF4y2Ba、浅、热异常;gydF4y2BacgydF4y2Ba，gydF4y2BadgydF4y2Ba，浅，冷异常;gydF4y2BaegydF4y2Ba，gydF4y2BafgydF4y2Ba，深部，热异常;gydF4y2BaggydF4y2Ba，gydF4y2BahgydF4y2Ba，深，冷异常。注意在冷异常、下沉异常和热异常、上升异常中，动力地形的变化率是正的，分别是由于负动力地形的减少和正动力地形的增加gydF4y2Ba23gydF4y2Ba，gydF4y2Ba24gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
扩展数据图7多变量回归分析，以最佳拟合地震活动性密度，评价模型的子集gydF4y2Ba扩展数据图4gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
每个模型向量的归一化贡献，重要度gydF4y2BawgydF4y2Ba我gydF4y2Ba，分别由方程(1)的非负最小二乘解中的填充符号和正则最小二乘解中的开放符号表示。结果表明，动态地形的速率变化是地震活动的最强驱动因素，由GPE贡献，并受莫霍面深度梯度和弹性厚度变化的调制(与GPE相比)gydF4y2Ba扩展数据图4gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba
扩展数据图8垂直GPS速率的波长依赖相关性(gydF4y2Ba扩展数据图1fgydF4y2Ba)和选定的标量字段。gydF4y2Ba
有关模型和图例，请参阅gydF4y2Ba扩展数据图5gydF4y2Ba．在波长处，地形变化率和剪切应变速率与大地成像隆起呈正相关gydF4y2Ba∼gydF4y2Ba500 ~ 900 km，但在较长的波长内，动态地形的速率变化呈负相关。结果表明，动态地形的速率变化可能需要在岩石圈变形流变现实模型的背景下更充分地理解，而大地隆起速率可能受到气候和水文等其他信号的强烈影响。gydF4y2Ba
扩展数据图9一系列层析模型中地幔流动预测的Molchan曲线。gydF4y2Ba
流建模使用我们的参考模型gydF4y2Ba12gydF4y2Ba(与gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba扩展数据图2gydF4y2Ba)，以及较旧的断层摄影术gydF4y2Ba38gydF4y2Ba: SH11(参考。gydF4y2Ba39gydF4y2Ba)是ref的前体。gydF4y2Ba12gydF4y2Ba；Obrebski对DNA10关节表面和体波的反演gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba48gydF4y2Ba；NWUS-S是James的一种更早的基于usarray的横波断层成像模型gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba49gydF4y2Ba．给出了最佳的GPE模型和平滑地震活动性，以供参考。旧的层析模型证实了我们基于参考文献的结论。gydF4y2Ba12gydF4y2Ba；特别是SH11，它被发现能最好地预测延迟时间gydF4y2Ba40gydF4y2Ba他拥有几乎相同的技能。gydF4y2Ba
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贝克尔，T.，劳瑞，A.， Faccenna, C.。gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba上地幔流动变化引起的美国西部山间地震活动。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba524gydF4y2Ba， 458-461(2015)。https://doi.org/10.1038/nature14867gydF4y2Ba
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