แรงเสียดทานของรอยเลื่อนอธิบายความสัมพันธ์ของแรงเสียดทานกับกลไกของรอยเลื่อนการแตกหักของหินและแผ่นดินไหวที่เกี่ยวข้องเป็น กระบวนการ แบบแฟรกทัล (ดูแผ่นดินไหวลักษณะเฉพาะ ) กระบวนการยังคงไม่ขึ้นกับขนาดจนถึงผลึกที่ เล็กที่สุด ดังนั้น พฤติกรรมของแผ่นดินไหวขนาดใหญ่จึงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของความไม่สม่ำเสมอหรือความขรุขระระดับโมเลกุลเดี่ยว^{[ 1 ]}

หากนำปลายผลึกนาโนที่สะอาดสองอันมาอยู่ใกล้กันในสภาวะสุญญากาศ จะเกิด การเชื่อมเย็นขึ้นนั่นคือ ปลายผลึกจะหลอมรวมกันราวกับเป็นชิ้นเดียว ( การยึดเกาะ ) ในธรรมชาติ ปลายผลึกเหล่านี้ถูกปกคลุมด้วยฟิล์มบางๆ ของวัสดุแปลกปลอม โดยส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของฟิล์มนี้คือ น้ำ

หากน้ำนี้ถูกกำจัดออกไปโดยการทำให้แห้งอย่างรุนแรงแร่ธาตุ ในหิน จะไม่แสดงพฤติกรรมตามที่คาดไว้เลย^{[ 2 ]}พวกมันจะไม่แสดงการซ่อมแซมรอยแตกหรือแรงเสียดทานแบบไดนามิก พฤติกรรมทั้งหมดของแผ่นดินไหวขึ้นอยู่กับฟิล์มบางมาก

หลังเกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ กระบวนการที่เรียกว่าการซ่อมแซมรอยแตกจะเริ่มต้นขึ้น[ 3 ^{]นี่เป็น}ปรากฏการณ์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ของสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน สถิต ด้วยแบบจำลองนาโนของเรา มันเป็นเรื่องของการค่อยๆ ผลักเศษขยะออกไปเพื่อให้เกิดพันธะที่ยึดเกาะกันได้ดี ในกรณีของแร่ธาตุและน้ำทั่วไป จะมีกลไกอีกอย่างหนึ่ง ซึ่งน้ำจะทำให้เกิดการกัดกร่อนจากความเครียดและทำให้ส่วนที่ขรุขระหลักอ่อนแอลง (ทำให้ความไม่เรียบเรียบขึ้น) ทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกมากขึ้น และมีการสัมผัสกันมากขึ้น

ประเด็นสำคัญที่สุดคือ การเสริมความแข็งแรงของพันธะนี้ขึ้นอยู่กับเวลา สำหรับรอยเลื่อนที่ถูกกดดันจนถึงจุดที่เกิดแผ่นดินไหว พันธะเหล่านี้จะเริ่มยืดและแตกหัก พวกมันไม่มีเวลาที่จะซ่อมแซมตัวเองได้อีก เมื่อถึงระยะวิกฤตแล้ว ความแข็งแรงจะลดลงอย่างมาก และรอยเลื่อนจะเริ่มเคลื่อนตัว

แผ่นดินไหวเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีการสูญเสียแรงเสียดทานอย่างมาก อาจเป็นไปได้ว่า "ร่อง" ของแผ่นดินไหวถูกหล่อลื่นด้วยซิลิกาเจล^{[ 4 ]}น้ำทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นมาตรฐาน หรืออาจมีกลไก "ยกและแยก" เกิดขึ้น

All rocks have a certain degree of porosity, with some rock types having a much higher porosity than others. This means that between the individual grains of the rock, there are small pores which can be filled with a gas (usually air) or a fluid. The commonest pore fluid is water, and the presence of water can vary the friction on a fault to a large degree. As water accumulates in the pore space of a body of rock around a fault, the pressure inside the pores builds. On the interface of a presently stable fault, an increase in pore pressure has the effect of essentially pushing the fault apart at a microscopic level. This pore pressure increase can then decrease the surface area of the individual asperities in contact on the fault, causing them to then fracture and the fault to slip. However, the presence of water may not always cause a reduction in friction.

The rock type along a fault can have a large effect on the amount of frictional resistance present. Most crystalline rock types will have a much higher coefficient of friction as opposed to sedimentary rocks, due to their higher cohesion and a greater surface area of asperities. The rock type also controls the effect that water will have on fault friction. Laboratory experiments have proved that the presence of water will promote the rupture of a fault in carbonate rocks (marble).^[5] However, these experiments also showed that in silica-bearing rock types (microgabbro), the presence of water may delay or even inhibit the rupture of a fault. This is because when a silica-bearing fault ruptures, the rupture occurs through the "flash melting" (instantaneous melting) of the asperities.^[5] In other words, the microscopic grain contacts which hold the fault in place instantly melt due to high stresses. The presence of water delays this "flash melting" basically by cooling the contacts, and keeping them in solid form. In fault through a carbonate, the rupture occurs when these asperities experience a brittle failure. In this case, the water acts as a lubricant which promotes the failure of these asperities. The major controlling factor pertaining to the influence of rock type is not necessarily the composition of the rock, but more importantly the "roughness" of the rock at the fault interface.^[6]

เมื่อรอยแตกเริ่มเลื่อน ความร้อนเสียดทานเริ่มต้นที่เกิดจากรอยแตกนั้นรุนแรงมาก เนื่องจากหน้าหินสองหน้าเลื่อนไปมาด้วยความเร็วสูงและแรงมาก การหล่อลื่นรอยแตกจึงเป็นปรากฏการณ์ที่แรงเสียดทานบนพื้นผิวรอยแตกลดลงเมื่อรอยแตกเลื่อน ทำให้รอยแตกเลื่อนได้ง่ายขึ้น วิธีหนึ่งที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้คือการหลอมเหลวจากแรงเสียดทาน^{[ 7 ]}เมื่อรอยแตกเลื่อน ความร้อนมหาศาลนี้ทำให้ชั้นหินบางๆ ตามแนวรอยแตกหลอมเหลว หินหลอมเหลวนี้ (การหลอมเหลวจากแรงเสียดทาน) สามารถขยายตัวและแทรกซึมเข้าไปในรูพรุนและรอยตำหนิบนพื้นผิวรอยแตก ซึ่งมีผลทำให้พื้นผิวรอยแตกเรียบขึ้น คุณสามารถนึกถึงความแตกต่างระหว่างการพยายามถูแผ่นกระดาษทรายสองแผ่นเข้าด้วยกัน กับการทำเช่นเดียวกันกับกระดาษพิมพ์สองแผ่น กระบวนการที่คล้ายกันนี้สามารถเกิดขึ้นได้หากมีน้ำอยู่ในหิน เมื่อรอยแตกเริ่มเลื่อน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วใกล้กับรอยแตกทำให้ไอน้ำในช่องว่างรูพรุนระเหยกลายเป็นไอ เมื่อไอน้ำขยายตัว จะทำให้รูพรุนตามพื้นผิวรอยเลื่อนขยายตัวและทำให้เกิดพื้นผิวเรียบขึ้นที่ส่วนต่อประสานรอยเลื่อน กระบวนการนี้สามารถสร้างพื้นผิวที่ "แทบไม่มีแรงเสียดทาน" ตามรอยเลื่อนได้^{[ 8 ]}

การแตกของรอยเลื่อนก่อให้เกิดความร้อนมหาศาล ซึ่งมักส่งผลให้เกิดการหลอมเหลวเนื่องจากแรงเสียดทาน เมื่อรอยเลื่อนเคลื่อนตัว ชั้นของหินหลอมเหลวนี้จะถูกป้ายและกระจายไปทั่วพื้นผิวรอยเลื่อน และถูกดันเข้าไปในรอยแตกหรือช่องว่างอื่นๆ ที่อาจมีอยู่ในหินโดยรอบ หลังจากที่หินหลอมเหลวนี้เย็นตัวลง โครงสร้างที่เหลืออยู่เรียกว่าpseudotachylite pseudotachylite เหล่านี้สามารถก่อตัวขึ้นได้ที่ความดันประมาณ 0.7 GPa หรือสูงกว่า ซึ่งเทียบเท่ากับการเกิดรอยเลื่อนในเปลือกโลกที่ลึก^{[ 9 ]}อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของพวกมันสามารถช่วยระบุตำแหน่งของรอยเลื่อนโบราณที่หายดีแล้วได้