基于GRACE RL05数据探测苏门答腊M_W8.6地震的同震和震后形变

利用美国德克萨斯大学空间研究中心(UTCSR)最新发布的GRACE卫星RL05月重力场模型数据,采用去相关和300km半径的高斯平滑滤波,提取出2012年苏门答腊MW8.6地震的同震和震后形变,并利用最小二乘拟合方法计算了地震前后震中附近区域的形变率。结果表明,GRACE卫星观测到的同震形变约为-8~14cm,震前和震后震中附近区域的形变率分别为1~4cm/a和-1^-3cm/a。

2012年北苏门答腊西海域M_W8.6地震的孕震机理及其对地震活动性的影响

2012年4月11日在北苏门答腊的西部海域附近发生了MW8.6特大地震和2小时后的MW8.2强烈地震,这是到目前为止震级最大的板块内部走滑型地震。本文根据该地区的地质构造、地球物理观测资料及研究结果,对这次地震的孕育背景进行了分析,认为本次地震尽管发生于印度洋板块的沃顿海盆内(巽它海沟西南),但该地区断层发育、中强地震活跃、变形情况复杂,特别是印度洋板块在向NW方向运动时速度由南向北逐渐减小,这种差异运动导致在板块内部产生剪切应力,因此在板块内部近SN向的断层及附近区域不断积累弹性应变能;同时2004年的MW9.2地震产生的库仑应力变化对该次地震造成了应力加载,起到了触发作用,最终导致了本次特大左旋走滑型地震的发生。此外库仑应力变化计算表明,MW8.6地震在MW8.2地震的震源区附近的库仑应力增大,增加值超过0.05MPa,因此对MW8.2地震起到了触发作用。计算结果进一步显示,该次地震对其周围陆地影响较小,苏门答腊岛处于地震影响区中,库仑应力降低了0.03MPa,发生强余震的风险下降。主震后的余震活动的空间分布与库仑应力增加区一致。本次MW8.6特大地震后,全球范围内的M≥5.5地震活动性出现了大幅度的上升,而该现象在本世纪以来其他5次M≥8.5的强震之后并未出现;同样,该次特大地震对中国大陆的地震活动性也有一定的影响,震后中国大陆地区M>4.5地震活动水平明显增高。

2004年印尼苏门答腊M_W9.0地震前地震活动增强现象及其与地球自转的关系

选取2004年12月26日印尼苏门答腊MW9.0地震的余震分布空间范围为研究区域,该区域位于缅甸小板块中部,纬度范围为2°N～15°N.根据USGS地震目录,研究了2004年印尼苏门答腊MW9.0地震前地震频次的时空变化,并分析了地震活动与地球自转的关系.结果显示:1)在余震区域范围内,地震频次自2000年开始出现了明显的上升趋势变化,反映了地震活动的增强过程,临近地震发生前,地震频次有一定幅度的回落;2)通过地震频次空间扫描,发现震前在震中附近区域地震活动增强显著;3)在1990～2004年的15年中,单位时间内发生的地震数在地球自转季节性变化减速时段与加速时段之比值rda在震前出现明显的上升过程:1998年～2002年rda缓慢上升,2002年底rda快速上升达最高值,之后,rda呈现下降趋势,直至苏门答腊MW9.0地震发生;4)2000年1月～2004年11月间,在纬度1°N～7°N的空间范围内的震中附近地区,5.5级以上地震都发生在地球自转季节性变化减速时段内;5)地震活动累积年频次相对于其长期平均值的变化量ΔN与地球自转"十年起伏"变化关系表现为地球自转减速时ΔN上升,地震活动增强,加速时ΔN下降,地震活动减弱.这些现象并非偶然,可能预示着地球自转减速与苏门答腊MW9.0地震之间存在着某种联系,这些结果对地震孕育过程的认识和地震预测研究具有一定的价值.

利用震后黏弹性位错理论研究苏门答腊地震(M_w9.3)的震后重力变化

本文利用2003—2011年的GRACE RL05数据提取了苏门答腊地震(Mw9.3)引起的震后重力变化,发现断层两侧震后重力变化速率存在明显差异,断层下盘总体变化率为0.55μGal/yr,断层上盘为0.16μGal/yr.基于子断层叠加的编程思想,本文将Tanaka的黏弹球体位错理论配套计算程序(简称黏弹位错程序)加以改造,克服了其近场计算精度不足(甚至错误)的缺陷,可用来研究大地震引起的近场震后位移与重力变化.本文利用改造后的黏弹位错程序计算了2004年苏门答腊地震(Mw9.3)产生的同震重力变化,计算结果在空间分布和量级上均与利用弹性位错程序计算获得的结果一致,验证了我们对黏弹位错程序进行改造的正确性.最后,结合GRACE卫星观测数据,本文利用Tanaka的黏弹位错理论研究了苏门答腊地区的地幔黏性因子.结果表明,该地区地幔黏滞性具有显著的横向差异,当发震断层上下两盘的地幔黏滞性系数分别取8×1018 Pa·s和1×1018 Pa·s时,模拟的震后重力变化在总体空间分布和变化趋势上与GRACE卫星观测结果更接近.

利用GRACE卫星数据提取苏门答腊地震同震和震后重力变化

基于GRACE重力卫星数据,采用P3M6去相关滤波技术、350km半径的高斯平滑技术与差分方法,提取2004年苏门答腊Mw9.3地震的同震和震后重力场时空演化过程。该地震断层下盘同震重力变化达到4.6μGal,上盘同震重力变化最大值为-8.3μGal,该结果与球体位错理论计算结果在量级和分布形态上具有较好的一致性。震后7a断层下盘重力变化累计达到5.6μGal,超过同震变化信号;而断层上盘震后重力变化只有0.6μGal,仅为同震变化信号的11%。该现象表明,断层下盘所在海洋地层的粘滞性较低,地层相对柔软,其地层在震后由于较大的粘滞性松弛效应而持续变形,并伴随较大的重力变化;而断层上盘所在的地层接近陆地地壳特性,地层相对脆硬,震后受地层的粘滞性响应而导致的重力变化相对较小。

2004年12月26日印尼北苏门答腊以西近海M_W9.0地震与地震的类临界点模型

使用哈佛CMT资料,研究了2004年12月26日印尼北苏门答腊以西近海MW9.0地震前的长期地震活动.这次地震前,在1/4世纪的时间尺度、1500km的空间尺度上,存在加速矩释放(AMR)现象.在这一空间尺度范围内,MW9.0地震仍落在分段的幂律分布上.因此,从地震的类临界点模型的角度考虑,对这次特大地震的发生和地震的大小既无预测、亦无预报的情况,并非由物理上的“不可预测性”所致.

印尼苏门答腊M_W9.0级地震对全球及中国大陆地震趋势影响研究的反思

本文对2004年12月26日印尼苏门答腊以西发生MW9.0级地震后所做的地震趋势预测做了反思,指出:关于全球特大地震近年可能连发,特大地震对几年内世界7级以上地震年频度没有明显影响,但未来几年内7级以上强震可能集中在这次特大地震附近或相关构造上的预测意见是正确的;而有关近年中国大陆及川滇地区可能发生7级强震的预测是错误的;并认为,2001年昆仑山口西8.1级地震释放了已积累的应变可能是这次特大地震不能触发中国大陆及川滇地区发生强震的重要原因。

两次大地震的关联与影响——从2004年印尼M_w9.3级特大地震到2005年南亚7.8级强震

2004年12月26日印尼苏门答腊Mw9.3特大地震的发生,对全球气候和地震趋势都将产生重大影响.本文讨论了2004年印尼苏门答腊Mw9.3特大地震、2005南亚克什米尔M7.8大震以及2001年中国昆仑山M8.1大震之间的相互关系.同时指出,2006～2007年中国大陆西部地区有可能发生7级左右强震.