摘要
圣安德烈亚斯断层的深层延伸被认为是蠕动的，但最近从这些深处观测到的构造震颤表明了一种复杂的变形风格1．特别是，帕克菲尔德附近的一个孤立的震源一直在产生一系列低频地震2这表明了一种不同寻常的应力积累和释放机制。从2003年中期到2004年帕克菲尔德6.0级地震中断，地震模式定期在3到6天之间振荡。在那之后，震源大约每三天破裂一次，但在接下来的两年里，它逐渐恢复到最初的交替复发模式。驱动这种复发模式的机制是未知的。在这里，我们使用基于物理的模型来表明，同一震动斜坡——低频地震辐射的区域——可以有规律地在缓慢和快速的破裂中滑动，自然地导致复发间隔在3到6天之间交替。这种不寻常的滑移行为发生在地震的粗粒大小接近地震的临界成核大小时。我们还表明，孔隙压力在Parkfield地震后的变化可以解释复发间隔的突然变化和逐渐恢复。我们的研究结果为断层变形提供了一个框架，在这个框架中，相同的粗糙度可以通过慢断裂和快断裂释放构造应力。
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确认
我们感谢d。r。Shelly分享他的震颤数据和j。p。Avouac对手稿早期版本的评论。这项工作由新加坡地球观测站贡献。115.新加坡国家研究基金会资助新加坡NRF奖学金计划(国家研究员奖no.;NRF-NRFF2013-04)，由新加坡地球天文台、新加坡国家研究基金会和新加坡教育部在卓越研究中心倡议下进行。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
D.M.V.和S.B.设计了实验，分析了数据，并撰写了论文。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有相互竞争的经济利益。
扩展的数据图形和表格
扩展数据图1帕克菲尔德地震数值模型。
一个，模型几何和摩擦性能示意图。一个方形的速度减弱斑块(黄色)嵌在一个大的速度增强断层域中。R是补丁的粗糙大小。整个故障域是由一个板率驱动的Vpl= 3厘米yr−1．h*(虚线圈)为缓速片产生弹性动力滑移的临界形核尺寸。我们使用比率R/h* = 0.73。这个模型有R= 3米，l= 5 μm，有效围压
= 50 MPa，但对于不同的粗糙度大小，可以获得3天和6天的周期加倍复发间隔，如文中所述。b，黄色方形的补丁一个产生一连串的或快或慢的断裂。快速断裂可以在地震图中检测到，并且可能与一个lfe相吻合。该模型重现了2004年帕克菲尔德地震前帕克菲尔德地震的周期加倍复发模式。
图2倍周期帕克菲尔德地震的递归模式和震源特征及滑动速度的数值模拟。
一个- - - - - -d，同图2，但画的是滑移速度(而不是滑移)c而且d．
图3沿8个数量级的慢断裂和快断裂周期加倍序列模拟。
除了特征弱化距离外，所有模拟都假设相同的流变参数l，用于调整比例R/h*到倍周期范围内。一个,R= 3米和l= 5μm时，得到了等效大地矩量级为的慢速断裂和快速断裂米w−1.9和米w−0.5。b,R= 30米和l= 0.05 mm，量程为米w0.07和米w1.4.c,因为R= 300米和l= 0.5 mm，量程为米w2.1和米w3.5.d,因为R= 3公里和l= 5mm，量程为米w3.9和米w5.4.不同大小的速度减弱摩擦的方形斑块可能在几乎所有大小上都表现出周期加倍。蓝色和红色线分别表示地震滑动和地震滑动。VS和VW分别表示速度增强区域和速度减弱区域的程度。增量是指连续剖面之间的时间步长(地震比地震滑动大)。
非圆形凸起可能产生周期加倍的慢断裂和快断裂的复杂序列。
一个，c，两种不同形状的速度削弱(VW)补丁。b，d，每个事件之间的对应历史(一个而且c分别)。对于这两个模拟，我们假设相同的摩擦参数和围压。椭圆(和其他可能的非圆形)斑块可以在更大的参数范围内产生周期加倍，而不是圆形粗糙。在考虑这些参数的情况下，非圆形凸点产生的周期重复时间是圆形凸点的两倍，而圆形凸点则不会。所考虑的参数为50 MPa，一个= 10−2，l= 5 μm，速度衰减区特征为(一个−b) =−4 × 10−3，而速度增强的地区有(一个−b) = +4 × 10−3．当滑移速度阈值达到该值时，就会出现滑移事件(地震和地震)Vth= 10−4m s−1．
扩展数据图5在较大滑动斑块中周期加倍的帕克菲尔德地震的重现间隔模拟R= 33 m和
= 5mpa。
一个，考虑有效孔隙压力变化(红色剖面)的Parkfield地震活动数值模拟(EQ;垂直虚线)。彩色圆点表示滑移事件的最大速度。当滑移速度高于阈值时，将标记滑移事件Vpl= 10−4m s−1沿着断层的任何地方。快速破裂前复发间隔较短。帕克菲尔德地震发生时，孔隙压力变化约为300 kPa，相当于有效围压的6%，导致滑动事件迅速发生，随后出现一系列具有不同周期倍数的多重序列(在两个方框中突出显示)。通过试错选择压力扰动来创建一个与地震观测相似的两年瞬态。右上方的插图显示了具有粗糙尺寸的模型几何图形R33米高。b，滑移事件动力学特征。快速破裂前复发间隔较短。帕克菲尔德地震后的有效孔隙压力扰动对层序的动力学产生了影响，其周期暂时中断，然后逐渐恢复。看到图2图示为详细的方法和表示。
权利和权限
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Veedu, D.， Barbot, S.帕克菲尔德震颤显示同一粗糙上的缓慢和快速断裂。自然532， 361-365(2016)。https://doi.org/10.1038/nature17190
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