地球科学：分散音響センシングによる地震のアスペリティ破壊の画像化

全球の地震アレイ観測網を用いた巨大逆断層地震の破壊の画像化によって、周波数に依存した破壊の特徴が明らかになっているが、高周波数の放射源の役割はまだよく分かっていない。より数の多い地殻内地震を同様に観測すれば重要な制約条件が得られる可能性があるが、極めて密度の高い地域的アレイ観測網がないため、そうした観測例は少ない。今回我々は、分散音響センシング技術を用いて、高周波数の地震破壊の放射源を画像化した。我々は、100 kmの未使用の光ファイバー回線を転用して1万チャンネルの地震アレイ観測網にすることで、2021年のカリフォルニア州アンテロープバレーのモーメントマグニチュード6.0の地震の4つの高周波数サブイベントを画像化した。我々は、得られた結果を長周期のモーメント解放および動的破壊シミュレーションと比較し、画像化されたサブイベントが、断層アスペリティ（断層の強度の高い領域すなわちピン）の破壊に起因しており、これが破壊全体の振る舞いを実質的に調節したことを示す。通常なら弱まっていく破壊伝播が、連続的なシーケンスの断層アスペリティの破壊によって促進された可能性がある。今回の研究は、いかに広範な既存の光ファイバー回線網を高周波地震アンテナとして用いて、地域的な中規模地震の破壊過程を系統的に調べられるかを浮き彫りにしている。今回の手法は、動的破壊モデルと組み合わせて、地震破壊力学に関する理解を向上できる可能性がある。

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