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Off-fault long-term damage: A condition to account for generic, triangular earthquake slip profiles

Authors :
Frédéric Cappa
Elodie Delor
Isabelle Manighetti
Clément Perrin
Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley] (LBNL)
Géoazur (GEOAZUR 7329)
Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur
Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)
Institut des Sciences de la Terre (ISTerre)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Géoazur (GEOAZUR 6526)
Observatoire de la Côte d'Azur
Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Geochemistry, Geophysics, Geosystems, Geochemistry, Geophysics, Geosystems, AGU and the Geochemical Society, 2014, 15 (4), pp.1476-1493. ⟨10.1002/2013GC005182⟩, Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2014, 15 (4), pp.1476-1493. ⟨10.1002/2013GC005182⟩
Publication Year :
2014
Publisher :
American Geophysical Union (AGU), 2014.

Abstract

International audience; Natural earthquake slip profiles have a generic triangular shape which the available rupture dynamics models fail to reproduce. Long-term faults are embedded in long-damaged crustal material, and the properties of the long-term damage vary both across and along the faults. We examine the effects of the predamaged state of the medium on the earthquake slip distributions. We simulate long-term damage by the decrease in the elastic modulus of the medium around the fault. We model the dynamic crack-like rupture of a slip-weakening planar, right-lateral strike-slip fault, and search which geometries and elastic properties of the long-term damage produce a triangular slip profile on the rupture. We find that such a profile is produced only when a laterally heterogeneous preexisting damage zone surrounds the ruptured fault. The highest on-fault slip develops in the most compliant region of the damage zone, and not necessarily above the earthquake hypocenter. The coseismic slip decreases in zones of stiffer damage. The amount of coseismic slip dissipated in the damage zone is large, at least 25-40% of maximum on-fault slip, and can occur over large distances from the fault. Our study thus emphasizes that off-fault preexisting damage should be considered for an accurate description of earthquake ruptures. It also motivates a reformulation of the available earthquake source inversion models since most of them do not include the inelastic deformations that occur in the near field of the earthquake ruptures.

Details

ISSN :
15252027
Volume :
15
Database :
OpenAIRE
Journal :
Geochemistry, Geophysics, Geosystems
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d6602dd9d46d2b5d4460978f7e4efde2
Full Text :
https://doi.org/10.1002/2013gc005182