温度测量结果表明日本东北地区近海断层存在低速同震摩擦

断层在滑动时的摩擦阻力控制了地震动力学。地震期间摩擦过程释放热量。因此,地震后的断层温度反映了摩擦程度。日本海沟快速钻井项目(Japan Trench Fast Drilling Project,JFAST)(综合海洋钻探计划((Integrated Ocean Drilling Program,IODP)343和343T勘探)在2011年3月日本东北地区近海MW9.0地震16个月后,在海沟附近的断层带上钻孔安装了钻孔温度观测仪,该断层带在地震中滑动了约50m。运行9个月后,回收了全部的传感器组。结果发现板块边界断层的异常温度为0.31℃,相当于地震时每平方米释放了27 MJ热量。该研究结果的表面摩擦系数0.08明显小于大多数岩石的静态值。

2011年日本东北地区近海大地震板块边界滑动带的地质构造和物质组成

俯冲带大地震的机理受到板块边界断层的摩擦性质、地质构造和物质组成的影响。通过利用综合海洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program,IODP)343和343T勘探结果,我们观测到2011年日本东北地区近海地震和海啸的较浅断层的地质构造和物质组成。随钻测井和岩心采样观测结果表明,在该钻探点,单个的主要板块边界断层与日本东北地区近海地震破裂的大型滑动相吻合,且与附近几乎所有累积的板内运动相一致。深海粘土有限厚度(小于5m)的局部形变被认为是浅层地震断层的特征,表明深海粘土可能在区域尺度上控制着海啸地震。