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日本東北M9.0級地震應力觸發研究
2011-04-08| 【 】|閱讀次數: |文章來源:測量與地球物理研究所

(中國科學院測量與地球物理研究所  單斌供稿)

地震觸發是指地震發生以后,由于斷層的破裂而改變了地殼中應力狀態,進而影響周邊地區地震活動性或者觸發其他遠震的過程。

日本地震發生在日本東北部城市仙臺以東100多公里的外海中,地震破裂起始點為北緯38.3度,東經142.4度。隨后在震中附近發生大量余震,最大余震7.2級,還有5級以上余震數十次。2004年12月26日印尼蘇門答臘發生Mw9.2級地震,3個月之后,2005年3月28日在蘇門答臘地震破裂面的東南端發生了爪哇島Mw8.7級地震,地震應力觸發研究表明這兩次地震之間存在應力觸發的關系。日本M9.0級地震發生以后,主震周邊地區潛在的地震危險性成為了全球人民關注的焦點。

根據日本1900年以來歷史地震目錄(圖1右),可以從地震應力觸發的角度對此次地震的發生作出一些初步推論:

1)  此次M9.0地震發生的破裂面是過去100年日本M8.0級以上地震發生的空區,具有發生8級以上地震較高的風險;

2) 1901年M8.1級地震及1933年地震M8.5級地震發生在破裂面北段,根據逆沖型地震導致的庫侖應力變化場,考慮同震靜態和粘彈松弛應力觸發的作用,對此次地震的發生應該具有非常強的觸發作用;

3) 2003年M8級地震位于東北M9.0地震東北方,根據破裂模型反演的結果,此次地震破裂方向是從震中往西南方向破裂,因此其同震和震后應力變化對M9.0級地震的發生應該也具有比較強的觸發作用;

4) 斷層南端1923年M8.1、1953年M8.0級地震能夠有效抬升東北M9.0地震破裂面南端庫侖應力積累。

此外,我們計算了日本東北M9.0地震所導致的庫侖應力變化(圖1左),東北M9.0級地震有效抬升了破裂面兩端臨近區域的庫侖應力積累。考慮到臨近破裂面北端的區域2003年發生了M8.0級地震,而破裂面南端距離上次M8.0級以上地震的發生已經過去了快90年,因此此次地震破裂面南端,今后發生強震的可能性更大。

 

圖1左為日本Mw9.0東北地震導致的庫侖應力變化,橙紅色為應力增強區域,藍色為應力下降區域;右側為1900年以來日本東部發生的M8.0級以上地震,紅色五角星為M9.0級地震震中,紫色方框為東北地震破裂面,綠色為1900年以來M8.0級以上地震。

 
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