地球科学：自己回復パルスまたは穏やかな亀裂として伝播する大地震
Nature 591, 7849 doi: 10.1038/s41586-021-03248-1
成熟した断層では、予想される静的強度よりもはるかに低い応力レベルで大地震が起こることが、観測によって示唆されている。これは、断層が、準静的には強いが地震の際にはかなり弱くなるとするか、例えば流体の過圧などにより継続的に弱くなっているとすることで説明できる可能性がある。今回我々は、数値モデル化を用い、1～10 MPaの応力低下と限定的な熱の生成というよく知られた観測結果を満たす地震破壊シミュレーションについて、これらの競合する理論を検証した。こうした状況においては、準静的には強いが動的には弱い断層では主に、比較的鋭い自己回復パルス状の破壊が生じ、一時にすべるのは断層の小さな部分のみであるのに対し、継続的に弱い断層では、より広範に及ぶすべりを伴うより穏やかな破壊が起こり、これは亀裂状破壊と呼ばれる。我々は、静的な応力変化と比べて、動的な応力変化がより大きな鋭い自己回復パルスは、巨大逆断層地震に対して遠地地震から推測されるよりも大きな放射エネルギーをもたらすことを見いだした。対照的に、継続的に弱い断層のより穏やかな亀裂状破壊は、同程度の静的応力と動的応力の変化を生じ、これは地震学的観測結果と矛盾しない。自己回復パルスが放出するより大きなエネルギーは、地殻の横ずれ断層に対して推測される限定された局所的な状況と類似していた。今回の知見は、大地震は自己回復パルスとしてはほとんど伝播せず、テクトニクスの状況によって異なっている可能性があるか、放出されるエネルギーが大幅に過小評価されているかのどちらかであることを示唆しており、地震の物理と大地震から予想される揺れの大きさについて疑問を投げ掛けている。
