应力转移在地震发生中的作用

地震改变邻近断层的剪切应力和正应力。新的证据支持小应力变化导致大的地震活动速率变化的假说。地震活动速率(余震)在应力增加的地方增加,在应力降低的地方减少。地震活动速率的增加和降低之后均有随时间而变化的恢复。将应力变化转换成发震概率变化时,可以看到地震之间的相互作用对地震危险性产生了很大的影响。

逆冲和消减地震的应力触发及圣安德烈斯南部及其邻区逆冲和走滑断层的相互作用

指出逆冲地震的触发、抑制和丛集的主要特性可以用库仑破裂应力变化来解释。解释中我们采用了一套代表模型及详细实例。虽然地表破裂的逆冲断层使得大部分周围地壳的应力降低,但逆冲盲断层的滑动却使得某些附近区域,特别是震源断层上方的应力增加。这样逆冲盲断层可以触发浅部次生断层的滑动,并产生广泛分布的余震。短逆冲破裂对于触发大小相差不多的邻近逆冲断层特别有效。我们的计算结果表明,在加利福尼亚中部连续的逆冲序列中,1983年Mw6．7级科林加地震使得1983年Mw6．0级努涅斯地震和1985年Mw6．0级凯特尔曼山地震破裂与库仑破裂应力分别接近了10bar和1bar。理想化的应力变化计算与伴随大逆冲事件的地震活动性分布一致,这与前人的研究结果是一致的。俯冲带破裂的计算结果促使了俯冲前缘隆起发生正断层事件,并有利于地震破裂带周围及其下倾延伸区发生逆断层事件。这些特性在1957年Mw9．1级阿留申地震和其他大逆冲地震是明显的。我们进一步研究了能得到详细滑动模型的1960年Mw9．5和1995年 Mw8．1级智利地震引起的破裂面上的应力变化。计算的库仑破裂应力增加为2-20bar,与余震地点和震后滑动密切相对应,而应力降低10bar的地区余震缺失。我们也提出主走滑系统的滑动调制了附近逆冲和走滑断层的应力。我们计算得到圣安德烈斯断层上1857年 Mw7．9级蒂洪堡地震以及后续震间滑动使得科林加断层接近破裂约1bar,但抑制了全部海岸山岭的逆冲断层。1857年的地震也促使于1952年发生Mw7．3级科恩县地震的怀特沃尔夫逆冲断层接近破裂约10bar,但抑制了自1857年以来从来没有破裂的左旋加洛克断层上的滑动。于是我们有充分理由认为,应力转移在很宽的时间和空间尺度上对逆冲断层的地震活动性有控制作用。

2008年5月12日中国汶川M=7.9级地震预计增大了三条主要断裂系的破裂应力和地震发生率

龙门山断裂带上的汶川地震摧毁了四川的几座城市,夺去了69000多人的生命。计算结果显示,该地震可能使部分鲜水河断裂、东昆仑断裂大部以及部分岷江断裂应力增加了0.2～0.5bar,更加接近破裂状态。这3条位于青藏高原东部的活动断裂带均在离汶川发震带150～400km的库仑静应力影响范围内。由于部分受力断层上的应变累积至少已有一个世纪之久,最近的汶川地震有可能触发或加速这些断层带上新的7级以上强震的发生,从而可能造成从四川省康定至道孚、青海省玛沁至甘肃省洛大以及邻近区域的强烈震动。本文利用由计算得到的汶川地震引起的应力变化以及过去10年观测到的背景地震发生率,对该地区在未来10年内发生破坏性地震的概率以及可能的空间分布进行了预测。结果表明,研究区内在未来10年内发生M≥6级地震的概率为57%～71%,发生M≥7级地震的概率为8%～12%,是汶川地震前发震概率的2倍。