地震，這個(gè)自然界中最令人畏懼的力量之一，其發(fā)生機(jī)制一直是地球科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為它是地殼中的不同斷層相互沖擊或者升降的結(jié)果。但就在今年1月下旬，耶路撒冷希伯來大學(xué)拉卡物理研究所的研究人員給出了新的解釋，認(rèn)為主要與地球內(nèi)部的應(yīng)力緩慢積聚和斷層幾何形狀有關(guān)，揭示了地震發(fā)生的基本機(jī)理，填補(bǔ)了我們對(duì)從緩慢的無震運(yùn)動(dòng)到快速地震破裂這一過渡過程的認(rèn)識(shí)上的重要空白。

這項(xiàng)突破性的研究不僅挑戰(zhàn)了長期存在的地震理論，還為我們提供了地震引發(fā)的新視角。研究小組通過先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新的建模方法，發(fā)現(xiàn)沿?cái)鄬泳€逐漸、無聲的應(yīng)力釋放是地震活動(dòng)的關(guān)鍵觸發(fā)因素。這一發(fā)現(xiàn)解釋了地震發(fā)生的主要原因，對(duì)于理解地震何時(shí)以及如何開始有著深遠(yuǎn)的影響。

在傳統(tǒng)的地震理論中，地震的發(fā)生往往被歸因于斷層突然滑動(dòng)，釋放出長期積累的應(yīng)力。然而，這個(gè)過程的具體機(jī)制，特別是從緩慢的無震蠕動(dòng)到劇烈地震破裂的轉(zhuǎn)變過程，一直是一個(gè)謎團(tuán)。為了揭開這個(gè)謎團(tuán)，研究小組進(jìn)行了深入的實(shí)驗(yàn)和理論模型開發(fā)。

他們采用高速成像和創(chuàng)新方法，觀察了破裂成核是如何開始的。研究結(jié)果顯示，這一過程開始時(shí)是小的、緩慢移動(dòng)的二維摩擦運(yùn)動(dòng)斑塊。這些斑塊逐漸擴(kuò)大，最終過渡到傳統(tǒng)經(jīng)典斷裂力學(xué)所描述的快速動(dòng)態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著我們對(duì)地震破裂過程的理解有了重大飛躍。

該項(xiàng)研究的主導(dǎo)者Fineberg教授解釋說：“我們的研究結(jié)果挑戰(zhàn)并完善了傳統(tǒng)的斷裂動(dòng)力學(xué)模型。在局部應(yīng)力和幾何約束的驅(qū)動(dòng)下，緩慢的無震過程是地震破裂的先決條件。這意味著，在地震發(fā)生之前，斷層上已經(jīng)在進(jìn)行著緩慢的應(yīng)力釋放過程，這個(gè)過程最終會(huì)觸發(fā)地震。”

除了揭示地震破裂的觸發(fā)機(jī)制外，這項(xiàng)研究還強(qiáng)調(diào)了幾何轉(zhuǎn)換在控制成核動(dòng)力學(xué)中的關(guān)鍵作用。研究人員將斷層界面的有限寬度納入模型，這是傳統(tǒng)模型中經(jīng)常忽略的一個(gè)因素。通過這種對(duì)斷層幾何特性的關(guān)注，我們獲得了對(duì)影響地震活動(dòng)發(fā)生的結(jié)構(gòu)和機(jī)械因素的新見解。

這項(xiàng)研究的另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是，即使是以前可能被忽視的看似“安靜”的地震前兆，也可能蘊(yùn)含著有關(guān)即將發(fā)生的地震事件的關(guān)鍵信息。這一發(fā)現(xiàn)有可能為預(yù)測模型提供信息，提高我們預(yù)測和減輕地震風(fēng)險(xiǎn)的能力。地震預(yù)測一直是地震科學(xué)中的難題，但這項(xiàng)研究為我們提供了新的思路和方向。

地震的發(fā)生不僅與應(yīng)力的集聚和釋放有關(guān)，還與斷層的幾何形狀密切相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)不僅加深了我們對(duì)地震形成機(jī)制的理解，還為地震預(yù)測和防災(zāi)減災(zāi)提供了新的思路。在未來的研究中，我們可以進(jìn)一步探索斷層幾何形狀與地震活動(dòng)之間的關(guān)系，以及如何利用這種關(guān)系來改進(jìn)地震預(yù)測模型。

此外，這項(xiàng)研究還具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。新開發(fā)的框架不僅讓我們對(duì)摩擦和材料斷裂這兩個(gè)重要的日常過程有了更深入的了解，還為材料強(qiáng)度、斷裂動(dòng)力學(xué)和地震活動(dòng)預(yù)測模型的開發(fā)提供了啟示。在材料科學(xué)領(lǐng)域，這一發(fā)現(xiàn)有助于我們更好地理解材料的斷裂行為，為開發(fā)更堅(jiān)固、更耐用的材料提供理論支持。

總的來說，這項(xiàng)研究的意義不僅限于地震科學(xué)領(lǐng)域，它還涉及多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域。通過揭示地震的主要形成原因和與應(yīng)力集聚、集合斷層的關(guān)系，這為地震預(yù)測和防災(zāi)減災(zāi)提供了新的科學(xué)依據(jù)和思路，有利于人類提升對(duì)地震的預(yù)報(bào)和預(yù)防能力。

消息來源：《中文業(yè)界資訊》1月31日報(bào)道《新研究表明緩慢、無聲的應(yīng)力積聚和斷層幾何形狀是地震主要成因》