摘要:2024年10月10日,《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)发表题为《摩擦的直接影响是否随绝对温度的增加而不断增加?
2024年10月10日,《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)发表题为《摩擦的直接影响是否随绝对温度的增加而不断增加?》(Does the direct effect of friction increase continuously with absolute temperature?)的文章,该文指出,断层摩擦的直接效应在很大程度上与温度无关,直到岩石由脆性向半脆性转变,温度的影响发生了巨大改变。
断层摩擦的本构模型构成了地震活动物理模拟的基础。前人研究普遍认为断层滑移速率—状态依赖摩擦的整个过程与热激活过程有关,而且沿微凹凸的断层滑移的速率也遵循Arrhenius定律,虽然上述理论已经被实验学家和理论家广泛采用(例如认为断层摩擦的直接效应会随着绝对温度的升高而持续增加),但能否在实验室模拟中得到证实仍存在一定疑问。为此,美国南加州大学的研究人员利用不同热液、气压和岩性条件下的综合实验室数据进行模拟,结果表明:与经典观点相反,在设定的断层变形机制的直接影响下,断层摩擦在很大程度上与温度无关。相反,断层摩擦的直接效应的变化通常与岩石由脆性到半脆性的转变相吻合,在这种转变中,不同的变形机制发挥不同的作用。由于实验室模拟的这些结果挑战了经典模型的有效性,所以进行岩石圈内断层摩擦的本构模型的破坏规律的研究必须要考虑包含活动断裂带内的多种变形机制的贡献。
研究人员表示,下一步要完善对断层摩擦的理解,而且每一次新的发现既有助于提高地震周期预测的可靠性,也有助于对地震灾害提前进行评估。
来源:环境与发展智库