The spatial-temporal total friction coefficient of the fault viewed from the perspective of seismo-electromagnetic theory

El coeficiente de fricción total espacio-temporal de la falla visto desde la perspectiva de la teoría sismo-electromagnética

dc.contributorplvenegas@uc.cl
dc.contributorCONICYT Basal [AFB180001]; Centers of Excellence
dc.contributorLaroze, David https://orcid.org/0000-0002-6487-8096
dc.contributorVenegas-Aravena, Patricio https://orcid.org/0000-0003-3777-0941
dc.creatorVenegas-Aravena, Patricio
dc.creatorCordaro, Enrique G.
dc.creatorLaroze, David
dc.date2023-04-18T01:50:43Z
dc.date2023-04-18T01:50:43Z
dc.date202+
dc.date.accessioned2023-09-27T20:20:54Z
dc.date.available2023-09-27T20:20:54Z
dc.identifier1561-8633
dc.identifierhttps://repositorio.uta.cl/xmlui/handle/20.500.14396/2559
dc.identifier1684-9981
dc.identifier10.5194/nhess-20-1485-2020
dc.identifierLU4BQ
dc.identifierWOS:000537702900003
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8943766
dc.descriptionRecently, it has been shown theoretically how the lithospheric stress changes could be linked with magnetic anomalies, frequencies, spatial distribution and the magneticmoment magnitude relation using the electrification of microfractures in the semibrittle-plastic rock regime (VenegasAravena et al. 2019). However, this seismo-electromagnetic theory has not been connected with the fault's properties in order to be linked with the onset of the seismic rupture process itself. In this work we provide a simple theoretical approach to two of the key parameters for seismic ruptures which are the friction coefficient and the stress drop. We use sigmoidal functions to model the stress changes in the nonelastic regime within the lithosphere. We determine the temporal changes in frictional properties of faults. We also use a long-term friction coefficient approximation that depends on the fault dip angle and four additional parameters that weigh the first and second stress derivative, the spatial distribution of the nonconstant stress changes, and the stress drop. We found that the friction coefficient is not constant in time and evolves prior to and after the earthquake occurrence regardless of the (nonzero) weight used. When we use a dip angle close to 30 degrees and the contribution of the second derivative is more significant than that of the first derivative, the friction coefficient increases prior to the earthquake. During the earthquake event the friction drops. Finally, the friction coefficient increases and decreases again after the earthquake occurrence. It is important to mention that, when there is no contribution of stress changes in the semibrittle-plastic regime, no changes are expected in the friction coefficient.
dc.descriptionRecientemente, se ha demostrado teóricamente cómo los cambios de estrés litosférico podrían vincularse con anomalías magnéticas, frecuencias, distribución espacial y la relación de magnitud de momento magnético utilizando la electrificación de microfracturas en el régimen de roca semifrágil-plástica (VenegasAravena et al. 2019). Sin embargo, esta teoría sismo-electromagnética no se ha relacionado con las propiedades de la falla para vincularla con el inicio del proceso de ruptura sísmica en sí. En este trabajo proporcionamos un enfoque teórico simple a dos de los parámetros clave para las rupturas sísmicas que son el coeficiente de fricción y la caída de tensión. Usamos funciones sigmoidales para modelar los cambios de tensión en el régimen no elástico dentro de la litosfera. Determinamos los cambios temporales en las propiedades friccionales de las fallas. También usamos una aproximación del coeficiente de fricción a largo plazo que depende del ángulo de buzamiento de la falla y cuatro parámetros adicionales que ponderan la primera y la segunda derivada de tensión, la distribución espacial de los cambios de tensión no constantes y la caída de tensión. Encontramos que el coeficiente de fricción no es constante en el tiempo y evoluciona antes y después de la ocurrencia del terremoto, independientemente del peso (distinto de cero) utilizado. Cuando usamos un ángulo de buzamiento cercano a los 30 grados y la contribución de la segunda derivada es más significativa que la de la primera, el coeficiente de fricción aumenta antes del sismo. Durante el evento del terremoto, la fricción cae. Finalmente, el coeficiente de fricción aumenta y vuelve a disminuir después de la ocurrencia del sismo. Es importante mencionar que, cuando no hay contribución de los cambios de tensión en el régimen semifrágil-plástico, no se esperan cambios en el coeficiente de fricción.
dc.formatapplication/pdf
dc.format12 páginas
dc.languageEnglish
dc.publisherCOPERNICUS GESELLSCHAFT MBH
dc.relationNatural Hazards and Earth System Sciences, vol.20 no.5 (2020) p. 1485 - 1496
dc.relationhttps://doi.org/10.5194/nhess-20-1485-2020
dc.rightsgold, Green Submitted
dc.rightsAcceso abierto
dc.sourceNatural Hazards and Earth System Sciences
dc.subjectEarthquake
dc.subjectChile
dc.subjectWaves
dc.subjectMaule
dc.subjectTerremoto
dc.subjectChile
dc.subjectOlas
dc.subjectMaule
dc.titleThe spatial-temporal total friction coefficient of the fault viewed from the perspective of seismo-electromagnetic theory
dc.titleEl coeficiente de fricción total espacio-temporal de la falla visto desde la perspectiva de la teoría sismo-electromagnética
dc.typeArtículo de revista


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