地下水卸载及相应断裂带粘滑行为变化

Question

我很好奇这块石板，或多或少的总结Amos et al. (2014)这篇文章主要指出，地下水枯竭和随后的地壳卸载导致圣安德烈亚斯断层正常应力的减少，从而使断层“更接近失败”(引用摘要)。

这是否意味着，正如《Slate》这篇文章的作者埃里克·霍尔豪斯(Eric Holthaus)所说，阿莫斯和他的合著者认为，由于干旱，下一次“大”地震的震级可能不会那么大?(他们的想法是，几年来小震级滑动事件的增加将有助于缓解大地震期间短时间破裂传播的强度?)或者，这是否意味着释放的应力只是被重新分配到断层系统的锁定部分，我假设由于整个地区的地下水下降，这些部分的莫尔-库仑力减小了?例如，在《Slate》杂志的文章中，霍尔豪斯指出2014年8月纳帕地震实际上重新分配一些释放出来的压力到海沃德断层，这似乎不太支持“放松”假说。

我认为这两个概念(宽松与再分配)可能是相互排斥的，我错了吗?我有点希望Holthaus在他的分析中做得更深入一些，因为Slate文章的清晰性似乎受到了这种不一致的影响。

Answer 1

水位变化对断层周围深部孔隙压力有影响。一般的假设是孔隙压力与断层-正应力成正比，这可以被认为是夹紧应力(即防止其滑动的应力)。基本上，夹紧应力越高，使其滑移所需的剪切应力就越大。现在，由于北美板块和太平洋板块之间的板块运动，圣安地列斯断层上的剪切应力不断累积，而且速率保持不变。但由于水位的变化，正常应力会发生轻微的变化，因此它可以在时间上提前或延迟地震的发生。但在任何情况下，它都无法阻止它们的发生。

本文的主要观点是，断层上的正应力略有下降(由于水位下降)，这有助于解开断层，从而增加本底地震活动率。

所以考虑到这些，霍尔豪斯的第一个论点是正确的。然而，开锁也可以提前(及时)发生大的。话虽如此，请记住我们所说的压力变化是相当小的。

关于纳帕地震:地震的意义在于再现累积的剪切应变。如果有两个平行的断层(就像该地区的情况一样)，并且两者都在积累应变，那么在一个断层上发生地震将减少直接平行于它的另一个断层上的“有效剪切应力”。但同时也会增加两端的剪切力。所以事情稍微复杂一些。