利用黏弹性球体位错理论研究2004年苏门答腊地震震后效应对华南块体的影响

本文基于黏弹性球体位错理论和GNSS观测资料,约束东南亚地区大范围地幔黏滞性结构,探讨该地震的震后形变及其对华南块体的影响.首先收集泰国地区震后位移资料,考虑兼顾稳态和瞬态震后形变的Burgers黏弹性体,利用黏弹性球体位错理论进行模拟,得到软流圈麦克斯韦黏滞性系数(η_(m))为5×10^(18)Pa·s,开尔文体黏滞性系数与麦克斯韦体比值(α)为0.3,开尔文体剪切模量与麦克斯韦体比值(γ)为0.33.进而收集和模拟华南块体及其周边区域震后形变,GNSS流动站观测资料显示震后2年形变主要集中于华南块体南部,观测与模拟震后位移方向整体一致,往西南方向指向震中,震后形变量上存在明显差异,云南地区模拟值偏大,而华南块体南部模拟值偏小.GNSS连续站观测资料显示,华南块体受苏门答腊地震震后形变的影响在2010年后明显减弱.后续地壳变形研究以华南块体为参考基准时,建议基于2016年以后的观测提取速度场.

2004年Mw9.3苏门答腊地震产生的库仑应力

2004年12月26日苏门答腊Mw9.3地震产生的应力扰动,强烈影响了苏门答腊及其周边地区的地震活动性,甚至对中国西南部地区的地震活动性也有明显的影响。基于断层滑动模型,采用等效体力处理断层错动有限单元方法,分别用分层球对称地球模型与三维横向不均匀性地球模型计算在全球地壳和地幔中产生的同震效应。据此,对在苏门答腊和中国西南等地区产生的同震效应进行重点分析。结果表明:在同震破裂面附近,使用三维不均匀性地球模型与使用分层球对称模型得到的结果有明显差别,前者更加合理。在同震破裂面附近有必要使用三维不均匀性地球模型。使用球对称模型计算,有67.6%的余震发生在库仑应力增加区;而使用横向不均匀性地球模型时,计算的这一比率可高达72.3%,这说明余震与断层库仑应力增加区域有很好的对应关系。在西安达曼断层北段余震的发生与库仑应力为正值的主要断层有很好的对应关系,余震受到其附近的主要断层的控制作用。

CCSD在线流体监测捕获的气体地球化学异常与2004年9.3级苏门答腊地震可能的超远程关系

中国大陆科学钻探工程在线流体地球化学监测在2004年12月10至2005年1月10日之间捕获到一段重要的气体地球化学异常。该异常从2004年12月24日晚上11点半开始到12月29日晚上7点半结束,其中在12月26日早上7点半到29日晚7点半这段异常非常特殊,表现出流体地球化学的剧烈变化。具体表现为流体组分从基本上不含Ar、He及N2跳跃到富含Ar、但亏损He和N2。该异常发生在2004年9.3级苏门答腊地震前1个半小时。由于CCSD现场离苏门答腊地震震中距离大于4170公里,大于该地震破裂长度1200公理的3倍,该地震在CCSD现场产生的静态应力变化微乎其微,不足以导致CCSD现场深部岩石或封闭破裂的岩石物理性质剧烈变化,因而可以排除静态激发效应的作用。在我国的云南和广东等地所观测到的地震异常和地下水位变化等表明2004年苏门答腊地震的动态激发效应主要沿东北方向,这和大地震的动态激发具有方向性一致。而CCSD现场就位于该方向上。我们推测2004年苏门答腊地震所产生的面波在CCSD现场激发的动态效应,导致库仑型失稳,增进深部岩石或破裂带的渗透率,释放富含Ar但亏损He和N2的流体,产生CCSD所观测到的气体异常。

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.

2004年苏门答腊地震引起的远场形变

用球体位错理论计算2004年苏门答腊地震在川滇地区形成的理论水平位移场,结果表明,理论计算值与利用GPS观测数据获得的该地震在川滇地区引起的同震水平位移场观测值基本吻合。在此基础上,进一步计算了该地震引起的全球和中国大陆及周边地区同震位移场、应变场、重力和大地水准面变化。

2004年苏门答腊地震的几个断层滑动模型的全球同震位移对比

2004年苏门答腊大地震后,不同作者根据地震波和/或GPS观测,提出了不同的断层错动模型.在利用同震位移观测资料反演断层滑动模型时,由于使用半无限空间均匀介质模型或半无限空间分层介质模型,一般只能利用近场位移GPS观测约束,无法利用远场资料,这些模型有时差别颇大,如何区别这些模型的优劣是一个仍尚未解决的问题.本文采用等效体力有限元方法,在考虑地球球形和分层的条件下,对四个不同作者提供的2004年苏门答腊地震的断层滑动模型计算全球同震位移.由于采用了球形模型,所以不仅可以把四个模型的近场位移计算结果与GPS数据进行对比,而且可以把远场位移计算结果与GPS数据进行对比.我们发现,垂直位移对断层滑动模型的依赖性小于水平位移.四个模型计算的近场位移与GPS位移符合程度均较好,但是四个模型计算的远场位移与GPS位移符合情况有很大不同,其中Chlieh等(2007)模型在近场与远场符合程度均很好,是四个模型中最好的.另外还探讨了断层反演数据资料、断层几何模型以及地球模型对计算结果的影响.对于特大地震,全球同震位移观测与计算值吻合程度的好坏是衡量断层滑动模型的合理性的一个重要依据.

2004年苏门答腊地震粘滞性松弛效应对华南地区地壳水平活动的影响

2004年苏门答腊地震后,不同学者根据不同观测数据(地震波、 GPS),得到了此次地震的断层滑动模型。反演过程中使用半无限空间模型时,无法利用远场观测数据进行约束,势必影响远场形变的解释。基于Hoechner等使用的断层几何模型和GPS同震位移数据,本研究利用球体位错理论反演方法反演了2004年苏门答腊地震断层滑动模型,得到的矩震级为9.24,最大滑移量为30.4 m,由于考虑了曲率的效应,该模型在远场同震位移的计算结果与GPS数据吻合较好。然后,选取了2001—2004年和2004—2007年两期的GPS水平位移速度场,研究2004年苏门答腊地震对华南地区地壳水平活动的影响,从两期的GPS水平位移速度场差异可以看出地震后华南块体有向西南方向的运动趋势,华南块体受到此次地震明显的震后影响。最后,基于反演得到的断层模型,利用Tanaka等提出的粘弹性球体位错理论对华南块体两期GPS水平位移速度场差异进行模拟,得到华南块体内部粘滞性系数为2×10^(19) Pa·s,当考虑地幔粘滞性松弛效应后,两期的速度场差异的均方根值由3.2 mm减少为1.9 mm。可见在研究2004年前后中国大陆GPS水平位移速度场时,若继续以华南块体为基准,需考虑此次地震的地幔粘滞性松弛效应。

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。

苏门答腊地震百年排名第四

美国地质勘探局测定2004年12月26日在印度尼西亚苏门答腊岛北端海岸几公里处发生的大地震为9．0级，这个震级在1900年以来世界发生的大型地震中排名并列第四。

印度洋海啸：大灾过后 百废待兴

2004年岁末发生的历史罕见的大海啸,给印度洋地区带来了空前的大劫难.由于缺乏有效的预警机制等原因,这场灾害给有关国家造成了重大的人员和财产损失.截至1月25日,印尼官方宣布:印度洋海啸中总遇难者和失踪者人数可能已超过28万人.印尼卫生部于当日同时宣称:印尼在印度洋海啸中遇难和失踪者人数已达228249人,其中96232人在海啸中死亡并已被掩埋,另有132197人失踪.

关于海啸引起的思考

2004年12月26日是我们永远不能忘记的日子.在印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生了近几十年来世界上罕见的里氏8.9级的强烈地震,地震引起的巨大海啸波及印度尼西亚、斯里兰卡、泰国、印度、马来西亚、孟加拉国、缅甸、马尔代夫等多个东南亚和南亚国家,造成大量人员死亡和沿海岸房屋、基础设施被毁,生命和财产损失极为严重.

大地震导致巨大龟裂

2004年12月26日发生在印尼苏门答腊岛近海的大地震，引发了印度洋大海啸，造成了巨大的灾害。该次地震的规模，仅次于1960年的智利大地震，在世界地震观测史上处于第二位。

地震与海啸——恐怖二重奏

2004年12月26日当地时间07时弱分55秒，印度尼西亚的苏门答腊岛西160千米处，发生了剧烈的海底地震。这次地震致使海底出现了超过1000公里的地质断层，后来测定地震强度约为8．9级。这是自1964年阿拉斯地震以来最强的地震，也是1900年以来强度第四的地震。

地震留下重力创伤

欧空局预计2006年发射的重力场和海洋环流探测器（GOCE）可以探测到2004年底苏门答腊岛破坏性地震引起的地球重力场翘曲。地震期间海底沿着这个断层升高了6米，局部重力稍有改变。除了地震，大面积冰的融化和火山爆发也会产生类似的变化，通过测量这种移动，GOCE将帮助科学家了解地震所涉及的各种力/