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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
Chuanhua Zhu (Institute of Geology China Earthquake Administration Beijing) 유연재 (아주대학교)
저널정보
한국지질과학협의회 Geosciences Journal Geosciences Journal Vol.24 No.6
발행연도
2020.1
수록면
689 - 699 (11page)

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Pre-seismic thermal anomalies have been widely reported, however, there is still no unified understanding of their causes or physical mechanisms. To clarify whether subsurface fluid convection and rock deformation directly related to seismic fault stress release can form thermal anomalies before an earthquake, we carried out thermo-hydro-mechanical (THM) coupled modeling of the Wenchuan earthquake, and considered the influence of maximum horizontal principal stress direction (MPSD) and fault dip. The results show that convective thermal flux (CT) anomalies of subsurface fluid and the deformation induced thermal flux (DT) of the rock mass caused by stress release of the seismic fault can explain the observed thermal anomalies along the fault. The calculated and observed thermal anomalies are comparable in spatial distribution, evolution, and magnitude. Specifically, for the Wenchuan earthquake, seismic fault stress release-induced CT and DT anomalies occur in the fault zone and in the adjacent hanging wall area. In the fault zone, CT and DT induced thermal anomalies were comparable, and superposition of the two was characterized by strong initial warming, followed by weaker warming and then short-term cooling. However, outside of the fault zone, CT induced thermal anomalies had much higher intensities than those induced by DT, and were characterized by band-like warming along the hanging wall of the fault. In addition, variations in the MPSD and fault dip cause the segmentation of thermal anomalies along the Wenchuan earthquake fault. From the southern to the northern segments of the fault, the intensity of thermal anomalies is significantly weakened with rotation of MPSD and an increase in fault dip. Our study provides evidence that seismic fault stress release is the cause of pre-seismic thermal anomalies; furthermore, the results indicate the CT and DT could be important physical mechanisms of pre-seismic thermal anomalies.
#pre-seismic #thermal anomalies #Wenchuan earthquake modeling #convective thermal anomalies #deformation/stress induced thermal anomalies

목차

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Biot, M. A. / 1941 / General theory of three-dimensional consolidation / Journal of Applied Physics 12:155~164 google schola Matthew Blackett / 2011 / Exploring land surface temperature earthquake precursors: A focus on the Gujarat (India) earthquake of 2001 / Geophysical Research Letters 38(15) Crossref Chen, J. / 2013 / Frictional and transport properties of the 2008 Wenchuan earthquake fault zone : implications for coseismic slip-weakening mechanisms / Tectonophysics 603:237~256 google schola Chen, Q. / 2018 / Deep deformation of the Longmenshan fault zone related to the 2008 Wenchuan earthquake / Chinese Science Bulletin 63:1917~1933 google schola Chen, S. / 2009 / Theoretical and experimental study on relationship between stress-strain and temperature variation / Science China : Earth Sciences 39:1446~1455 google schola

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