[논문 리뷰] The 150th Anniversary of Fusakichi Omori

A. V. Guglielmi, A. D. Zavyalov|arXiv (Cornell University)|2018. 03. 22.

earthquake and tectonic studies참고 문헌 8인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 일본의 지진학자 후사키치 오모리의 탄생 150주년을 기념하여, 그의 유명한 후진사법을 미분방정식 형태로 재구성함으로써 지진 발생원에서 암석의 비정상적인 회복 과정을 모델링한다. 재구성된 모형은 주요 지진 이후의 '냉각' 과정을 반영하여, 원래의 경험적 거듭제곱법 형태보다 더 나은 동적 기술을 제공하는 후진사 감쇠의 역학적 기술을 제시한다.

ABSTRACT

This paper is devoted to the memory of the outstanding Japanese scientist. In 1896, Fusakichi Omori discovered the law of the aftershocks evolution that bears his name. We represent the Omori law in the form of a differential equation. This allows us to take into account the non-stationarity of rocks in the earthquake source, which "cools down" after the main shock.

연구 동기 및 목표

• 지진학의 선구자인 후사키치 오모리의 탄생 150주년을 기리는 것.
• 오모리의 경험적 후진사법을 동적이고 미분방정식 형태로 재표현하는 것.
• 주요 지진 후에 '냉각'되는 것처럼 행동하는 지구내 암석의 비정상적 거동을 설명하는 것.
• 시간에 따라 변화하는 회복 과정을 모델링함으로써 후진사 진동의 물리적으로 타당한 프레임워크를 제공하는 것.
• 오모리 법칙의 시간에 따라 변화하는 형태를 통해 지각의 지진적 회복 역학에 대한 이해를 향상시키는 것.

제안 방법

• 오모리 법칙을 표준 거듭제곱법 형태에서 일阶 미분방정식 형태로 재구성한다.
• 이 미분방정식은 후진사 빈도의 시간에 따른 변화율을 기술한다.
• 모형은 지구내 소스에서 점진적인 '냉각'을 반영하는 시간에 따라 변화하는 회복 함수를 포함한다.
• 이 미분방정식의 해는 고전적인 오모리 거듭제곱법 감쇠를 재현한다.
• 이 접근법은 소스 지역에서의 응력 회복과 점탄성 회복과 같은 물리적 과정의 통합을 가능하게 한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 오모리의 경험적 후진사법을 어떻게 동적 소스 회복을 반영하는 미분방정식 형태로 표현할 수 있는가?
• RQ2 오모리 법칙의 시간에 따라 변화하는 형태가 지구내에서 어떤 물리적 과정을 포괄하는가?
• RQ3 미분방정식 형태의 표현은 원래의 거듭제곱법 형태에 비해 후진사 감쇠 모델링에 어떻게 개선되는가?
• RQ4 후진사 시퀀스 동안 지진 소스에서 비정상성의 역할은 무엇인가?
• RQ5 오모리 법칙의 미분형은 주요 지진 후에 단층대가 '냉각'되는 것을 모델링하는 데 사용될 수 있는가?

주요 결과

• 오모리 법칙이 후진사 빈도의 시간 변화를 기술하는 일계 미분방정식 형태로 성공적으로 재구성되었다.
• 미분방정식 형태의 표현은 주요 지진 후에 시스템이 '냉각'되는 비정상적 거동을 자연스럽게 반영한다.
• 미분방정식의 해는 고전적인 오모리 거듭제곱법 감쇠를 재현하여 접근법의 타당성을 입증한다.
• 이 모형은 정적 거듭제곱법 형태를 초월하여 후진사 시퀀스에 대한 동적이고 물리적으로 해석 가능한 프레임워크를 제공한다.
• 재구성된 모형은 지각 내 응력 회복 및 점탄성 반응의 물리적 모형과의 통합을 가능하게 한다.