作者:郑勇等 来源:《中国科学》 发布时间:2013-6-4 10:06:20
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科学家详解芦山地震震源破裂过程

     (a)中绿色圆圈为震中周边城市; (b)中灰色圆圈和浅蓝色圆圈分别表示芦山地震和汶川地震的余震分布情况, 黄色五角星为1970年发生的大邑西地震震中位置, 绿色圆圈为震中周边城市。
 
北京时间2013年4月20日上午8:02分,四川芦山县及周边地区发生了7.0级强震。在芦山地震发生之后,研究人员利用远震体波波形数据,依据有限断层模型反演原理, 通过小波分析和模拟退火反演方法反演了芦山地震震源破裂过程。
 
这项名为“2013年芦山7.0级地震的动态破裂过程”的研究论文发表于《中国科学:地球科学》2013年第6期,该论文详细研究了芦山地震的震源破裂过程,由中国科学院测量与地球物理研究所郑勇研究员担任通讯作者撰写。
   
该研究基于芦山地区的断层构造形态和震源机制解,建立了芦山7.0级地震的有限破裂断层模型,通过收集IRIS远震体波数据反演了该地震的动态破裂过程(如图1,图2a )。震源破裂过程显示,芦山地震破裂面长度主要集中在震中附近28 km左右的区域,矩震级大小为Mw6.6,最大滑移量1.5 m左右,位错滑动量基本以逆冲为主,且破裂主要集中在13 km深度附近,地震能量主要释放在前10 s。在20 s和30 s左右有两个小的能量释放阶段,此时滑移量主要集中在断层深部区域,并使得破裂面南北向展布达到40 km左右。地表滑移量很小,因此,此次地震可能地表破裂不明显,滑移量主要在深部释放。这也解释了为什么受灾区域比主要破裂滑移区域大的原因。此外,断层走向为214度左右,倾角在38左右,考虑到余震的空间展布(如图2b),该研究的破裂模型和目前的余震区域分布相对吻合。综合考虑余震分布、断层走向和断层性质,研究推测该地震有非常大的可能发生在前山断裂上。
 
从芦山地震的破裂模型来看,此次地震能量主要释放区域在沿震中两侧28 km左右,特别是起震点两侧20 km范围内。另外,在破裂后期,远离主破裂区域的地区也出现了小的破裂区域,而在这些小破裂区域和主破裂区域之间的大部分区域内,破裂很小,如果这些区域以前没有发生较大地震的话,那么这些区域上的应变将没有完全释放,从而具备发生余震和强余震的可能。这也是为什么此次地震余震序列特别丰富,已经发生了4000多次余震,并且强余震发生频次也很高的主要原因。
 
此外,由于2008年汶川地震也位于此次地震的龙门山断裂上,且在前山断裂上也有错动。从Shen et al.的破裂模型,以及汶川地震的余震分布来看,这两个地震的破裂带之间存在着50 km左右的区域还没有地震的破裂,如图2b所示。虽然1970年在大邑西发生的6.2级地震位于该空白区,从震级和地表破裂的关系来看,6.2级地震的地表约为11 km,这显然没法填补这么大的空区,因此,该空白区存在着较高的地震危险性。
 
该研究为了解震源破裂状态,快速计算库伦应力场以及地震强地面震动等应急研究和地震危险性评估提了供研究基础。
  
研究得到了中国地震科学台阵探测项目(编号: 201008001)、国家自然科学基金(批准号: 41174086, 40974034, 41021003)和中国科学院测量与地球物理研究所重要方向项目资助。(来源:EurekAlert)
 
 
 
 
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