クーロン応力伝達

クーロン応力伝達は、局所的な離散的変形イベントによって引き起こされる周囲の物質への応力変化という地震関連の地質学的プロセスです。 ^[1]地震発生時の地表の変位をマッピングして計算されたクーロン応力変化は、地震中に解放された応力が消散するだけでなく、断層セグメントを上下に移動し、その後の地震動を集中させて促進することを示唆しています。^{[2]重要なことに、クーロン応力変化は地震活動に関連する潜在的な}危険性を評価するために使用されている地震予測モデルに適用されています。^{[1] [2] [3] [4] [5]}

クーロン破壊基準は、クーロン応力が、破壊面の せん断応力τ _B、法線応力σ _B、間隙水圧p、および摩擦係数μによって定義される値σ _{fを超えることを必要とし、}

また、応力の変化によって引き起こされる間隙水圧の変化は、断層面を横切る法線応力の変化に比例すると仮定されることも多い。^[6]これらの効果は、有効摩擦係数μ'に組み込まれ、

この簡略化により、断層面上のクーロン応力の変化の計算は、地域の応力場とは無関係になり、断層の形状、滑り方向、摩擦係数に依存するようになります。

クーロン応力の変化の重要性は、隣接する断層の動きの変位をマッピングして、断層に沿ったクーロン応力の変化を計算したときに発見されました。結果は、地震中に断層で解放された応力が単に消散するだけでなく、断層セグメントを上下に移動したことを明らかにしました。さらに、ローカル断層の周りのクーロン応力の増加と減少のマッピングされたローブは、近隣の地震の直後にそれぞれ地震率の増加と減少を示しましたが、最終的には時間の経過とともに背景率に戻りました。^{[7] [8]}

応力誘発とは、外因性の変形イベントによって引き起こされるクーロン応力の増加によって断層が反応して破壊されることを指します。 ^{[1]隣接する変位は小さな応力変化をもたらすことが多いですが、乱れたクーロン応力状態の領域は、応力誘発}余震地震の空間分布を説明するためにうまく利用されてきました。

1992 年 6 月 28 日、カリフォルニア州ランダーズ近郊でマグニチュード 7.3 の地震が発生し、その約 3 時間後に 40 km 離れた場所でマグニチュード 6.5 のビッグベア前震地震が発生しました。この 2 つの地震から計算されたクーロン応力の変化は、両方の地震に関連する変位によって西向きのローブで 2.1 ～ 2.9 バールのクーロン応力増加が生じたことを示しています。6 月 28 日の 25 日後に半径 5 km 以内で発生した約 20,000 回の余震のうち、75% 以上がクーロン応力が増加した地域で発生し、25% 未満がクーロン応力が低下した地域で発生しました。^[1]

地震予測のもう一つの成功事例は、トルコの北アナトリア断層系で起こった。1939年から1999年まで、アナトリア断層系ではマグニチュード6.6以上の地震が10回発生した。これらの地震の結果として北アナトリア断層に生じたクーロン応力の変化の進展は、13回の断層破壊のうち11回が以前の断層破壊によってクーロン応力が増加した地域で発生したことを示した。^{[3] [4]}この方法は、マグマ溜まりの応力が大きく変化する活火山周辺の地震活動を予測するためにも使用されている。^[9]

政府機関では公式のクーロン応力伝達予測モデルは使用されていないが、地質調査ではクーロン応力理論を使用して地震の脅威を分析することが多い。例えば、トルコの北アナトリア断層沿いで過去13回発生した地震のうち、ドゥズジェの町の近くで発生した最後の地震は、破壊が起こる前に地元の地質学者によって予測されていた。これにより、技術者は不安定な構造物を避難させ、重大な被害を抑えることができた。^[2]科学者は、アナトリア断層系で今後30年間に別の地震が発生する確率は62％で、イスタンブールの脅威的な近くで発生すると推定している。^[3]

• 1703 アペニン地震
• 1783 カラブリア地震
• 1981年大武地震–仙水河断層系に沿った4つの地震のうちの一部^[10]

• 地震ハザードプログラム – Coulomb 3 ソフトウェア – USGS