地震前震的原因是什么？

　　2019年7月4日上午，距离南加州里奇克雷斯特镇不远的莫哈韦沙漠开始发生一系列非常小的地震。
　　当时没有人知道这些都是前震，很快就会发生20多年来袭击加州的两次最大地震。7月4日，一场里氏6.4级地震袭击了该地区，从商店货架上扔下瓶子，打碎窗户和水管，使一条高速公路开裂，并促使人们疏散。
　　两天和数百次小地震之后，7.1级地震（威力近11倍）袭击了同一地区的另一个断层，留下火灾、漏水和煤气管道泄漏、建筑物和道路开裂，迫使一个比罗德岛更大的海军武器设施撤离。
　　美国地质调查局报告说，加州有记录以来的最大地震中，大约有一半是在前震之前发生的。在全世界范围内，任何一次地震都有6%的可能性会在三天内成为前震，然后是更大的地震，尽管这种可能性会随着从最初事件开始的时间的增加而减少。
　　但前震只是事后才认识到的。＂＂前震只是一场地震，接着是一场更大的地震，主震，＂斯坦福大学地球、能源与环境科学学院地球物理学教授Paul Segall解释道。通常，对于前一次地震被认为是前震，地震学家也会寻找震中与主震在同一个一般区域，距离不超过主震期间移动的断层段长度的几倍。
　　因为前震先于较大的地震，随着主震的临近，前震变得越来越频繁，所以它们长期以来一直呈现出潜在破坏性地震预警的诱人前景。＂如果我们能在主震到来之前确定某次地震是前震，那将是非常有用的。
　　前震是由粗断层引起的
　　几十年来，科学家们一直试图了解驱动前震的物理过程，以及为什么有些地震序列有前震而另一些没有。一种主流理论认为，前震是由断层滑动运动加速引起的。这种运动被称为抗震滑动，当它延伸到更大的断层区域并加速时，会引发小地震。
　　塞西尔H.塞格尔说：＂另一种想法是，在没有地震滑动的情况下，发生一连串的小地震。＂。艾达M。＂地球物理学的绿色教授。＂地震使地应力重新分布。在应力增加的地区，它可能引发其他地震。这种不断增长的级联最终会触发一个事件，发展成为主震。＂
　　Segall和地震学家Camilla Cattania的最新研究：固体地球表明，前震实际上是由两者之间的反馈驱动的。＂我们发现，在前震序列中，小震引起的无震滑动和应力重分布两种机制都起作用，它们相互加强。麻省理工学院地球、大气和行星科学系的助理教授卡特尼亚说：＂复杂的断层几何结构允许同时发生抗震滑动和前震。＂。
　　与许多自然系统一样，断层也是分形的，这意味着它们在所有尺度上都是不规则的。＂卡特尼亚解释说：＂当粗糙断层的两侧相互滑动时，断层两侧的一些部分被压在一起，形成了粘着的斑块。＂前震代表了这些被卡住的斑块的破裂，＂这些破裂随后增加了周围地区的应力，逐渐＂解开＂断层，导致抗震滑动加速。＂更快的地震滑动反过来会给附近的地震带带来压力，并引发更多的前震。这种正反馈导致滑动区域扩大，前震越来越频繁，从而导致主震，＂她说。
　　Cattania认为，这意味着断层粗糙度是前震和抗震滑动之间反馈的根本原因。她说：＂由于所有断层都是粗糙的，地震和无震滑动很可能在大多数前震序列中共存。提出的前震的经典机制要么由抗震滑动驱动，要么完全由地震级联驱动，每个机制都捕获了过程的一部分，但它们并不相互排斥。＂
　　模拟地震序列
　　加速的抗震滑动和小地震的级联导致的前震的想法的证据来自计算机模拟。Cattania和Segall建立了粗糙断层上地震旋回的数值模拟，其几何结构与现场和实验室的数据一致。
　　研究小组的模拟显示，前震在主震前加速，这与真实世界前震数据的平均值一致，这证明了模型的准确性。未来，该模型的预测有可能用于从现有数据集中收集有关前震序列的新见解，并揭示先前遗漏或误解的抗震滑动实例。＂我们的结果为前震提供了一个物理解释但要将这些知识转化为预测，还有很多工作要做。＂