Warum treten große kontinentaltransformierende Erdbeben an Astfehlern auf?

Zusammenfassung Die fünf Mw≥7.8 kontinentaltransformierenden Erdbeben seit 2000 haben alle an Astfehlern begonnen. Dazu gehören die Erdbeben von 2001 Mw 7.8 Kokoxili, 2002 Mw 7.9 Denali, 2008 Mw 7.9 Wenchuan, 2016 Mw 7.8 Kaikōura und 2023 Mw 7.8 Pazarcık. Ein Astfehler oder Splay ist typischerweise ein unreifer Fehler, der in einem schrägen Winkel mit dem Transformationsfehler verbunden ist und eine andere Neigung und Abweichung als der Transformationsfehler haben kann. Die Astfehler rupturierten über mindestens 25 km, bevor sie mit den Transformfehlern verbunden wurden, die dann zusätzlich 250–450 km rupturierten, in allen bis auf einen Fall (Pazarcık) unilateral. Auch die Nukleation an Astfehlern ist wahrscheinlich für das Erdbeben von 1939 M 7.8 Erzincan, möglich für die Erdbeben von 1906 Mw∼7.8 und 1857 Mw∼7.9 San Andreas, aber nicht für die Ereignisse von 1990 Mw 7.7 Luzon, 2013 Mw 7.7 Balochistan und 2023 Mw 7.7 Elbistan. Hier argumentieren wir, dass, weil die Fehlerkontinuität und das Kataklastit innerhalb der Schadenszone des Fehlers sich durch kumulativen Fehlergleit entwickeln, reife Transformationsfehler Wege für dynamische Rupturen sind. Sobald eine Ruptur die Transformation vom Astfehler betritt, verursacht die sofortige Scherwärme Druckerhöhung des Porenfluids und plötzliche Schwächung im Kataklastit, was zu sehr niedriger dynamischer Reibung führt. Aber die statische Reibung an Transformationsfehlern ist hoch, und deshalb sind sie in der Regel weit vom Versagen entfernt, was erklären könnte, warum sie dazu neigen, zwischen großen Ereignissen oder zumindest jahrhundertelang danach aseismisch zu sein. Dies könnte erklären, warum die größten kontinentaltransformierenden Erdbeben entweder an einem Astfehler beginnen oder entlang des Transforms an Orten nukleieren, wo die Schadenszone fehlt oder die Fehlerkontinuität durch Biegungen oder Echelons, wie beim Erdbeben von İzmit Mw 7.6 1999, gestört ist. Die Erkennung der Nukleation an Astfehlern könnte genutzt werden, um die Frühwarnung für Erdbeben in Regionen wie Kalifornien, Neuseeland und der Türkei mit Transformationsfehlern zu stärken.