2013年南斯科舍海嶺M W 7.8地震的多點震源機制反演
發(fā)布時間：2021-03-10 08:55
2013年11月17日,在南極南奧克尼群島北、南極板塊與斯科舍板塊之間發(fā)生了一次MW7.8級地震（2013年南斯科舍海嶺MW7.8地震）,我們利用全球分布的長周期和寬頻帶地震記錄反演確定了這次地震隨時間和空間變化的震源機制,驗證了提出的一種多點震源機制反演的新方法.首先利用長周期記錄的W震相反演了這次地震的矩心矩張量解并利用體波提取了視震源時間函數(shù),同時利用臺陣反投影技術(shù)從寬頻帶記錄中獲得了這次地震的高頻源的時空分布,然后基于矩心矩張量解、視震源時間函數(shù)以及高頻源的時空分布,實現(xiàn)了采用新方法對2013年南斯科舍海嶺MW7.8地震的多點震源機制反演.矩心矩張量解表明,地震矩心在44.50°W/60.18°S,矩心深度19 km,半持續(xù)時間49 s,釋放標量地震矩4.71×1020 N·m,發(fā)震斷層走向104°,傾角54°,滑動角8°.視震源時間函數(shù)清楚地揭示了地震矩隨時間變化的方位依賴性,總體上可以將時間過程分為前60 s和后50 s兩個階段,但前60 s可細分為兩次子事件.根據(jù)臺陣反投影結(jié)果,這次地...
【文章來源】：地球物理學報. 2020,63(08)北大核心
【文章頁數(shù)】：21 頁
【部分圖文】：
有效持續(xù)時間的確定
表1 2013年斯科舍海MW7.8地震震源機制解Table 1 Focal mechanism solutions of the 2013 MW7.8 South Scotia Ridge earthquake Sources Scalar Moment(N·m) τc(s) Centroid information Plane Latitude/(°) Longitude/(°) Depth(km) Strike/(°) Dip/(°) Rake/(°) GCMT 5.820e+20 45.5 -60.49 -45.32 23.8 103 44 -3 USGS 5.151e+20 - -60.29 -45.55 11 99 50 -1 Ye 6.45e+20 44.4 - - 11.5 97 46 -3 GFZ 2.229e+20 - - - 16 90 66 -14廣義臺陣反投影技術(shù)是近年來研究大地震破裂時空過程的一種比較成熟的方法,它可以用來快速確定高頻源的時空分布.自2004年蘇門答臘MW9.2特大地震(Ishii et al.,2005)至今,已衍生諸多新技術(shù)(Ishii et al.,2007;Walker and Shearer,2009; Meng et al.,2011; Yagi et al.,2012; Zhang et al.,2012;Yao et al.,2013; Xu et al.,2013; Wang and Mori,2016; Qin and Yao,2017;Yin et al.,2017;王曉欣等,2017;劉志鵬等,2018).我們也曾多次在一些地震中應用該技術(shù)研究其破裂時空特征(杜海林, 2007; 杜海林等,2009; Du et al.,2018;張旭等,2019).視震源時間函數(shù)(Apparent source time function)也常常用來分析大地震破裂的復雜性,它不但可以揭示地震矩或能量釋放隨時間的起伏變化,還可以揭示破裂傳播的方向變化(Lay and Wallace,1995;Lanza et al.,1999;Duputel et al.,2012b; Park and Ishi,2015;張旭, 2016;張旭等,2019).
圖3展示了2013年南斯科舍海嶺MW7.8地震矩心矩張量反演過程與結(jié)果.盡管震源時間函數(shù)的初始半持續(xù)時間為18s,但最終搜索的結(jié)果為49 s(圖3a).儀器震中在60.37°S,46.58°W,深度為7.9 km,而矩心空間搜索得到的矩心水平位置為60.18°S、44.50°W,矩心深度約19 km(圖3b,3c).同時可以看到,從儀器震中位置得到的矩張量解也不同于最終反演得到矩心矩張量解(圖3d).反演結(jié)果表明,整個地震釋放標量地震矩4.71×1020N·m,相應的矩震級為MW7.75,其中雙力偶成分占比88%(圖3d).表2列出了矩心位置和矩張量解參數(shù),并與GCMT的相應參數(shù)進行了比較.比較發(fā)現(xiàn),我們的位置在GCMT矩心位置的東北,矩心深度略淺,但矩張量解非常相似.與USGS、Ye等(Ye et al.,2014)以及GFZ的最佳雙力偶解的比較展示于表1.盡管已經(jīng)發(fā)布的結(jié)果之間存在一定差異,但可以確定,2013年南斯科舍海嶺MW7.8地震以走向近正東的斷層的左旋走滑為主,傾角在44°至66°之間.GCMT和我們的矩張量解中都存在很強的非雙力偶成分,這可能是由多個不同震源機制的子事件疊加所致.圖3 矩心矩張量反演過程與結(jié)果
【參考文獻】：
期刊論文
[1]2018年斐濟MW8.2深震：高頻輻射過程和發(fā)生原因[J]. 張喆,許力生,杜海林. 地球物理學報. 2019(11)
[2]2018年阿拉斯加灣MW7.9地震震源復雜性[J]. 張旭,許力生,杜海林,易磊. 地球物理學報. 2019(05)
[3]2016年印尼蘇門答臘島海域MW7.8地震震源運動學特征[J]. 趙旭,姚振興. 地球物理學報. 2018 (03)
[4]利用基于全球三維模型的反投影方法研究2016年Mw 7.8級新西蘭地震[J]. 劉志鵬,宋超,蓋增喜. 北京大學學報(自然科學版). 2018(04)
[5]利用非線性臺陣疊加方法快速追蹤2015年4月25日尼泊爾MW7.9地震破裂能量中心運動軌跡[J]. 王曉欣,丁志峰,馬延路. 地球物理學報. 2017 (01)
[6]2008年汶川大地震震源機制的時空變化[J]. 張勇,許力生,陳運泰. 地球物理學報. 2009(02)
[7]利用阿拉斯加臺陣資料分析2008年汶川大地震的破裂過程[J]. 杜海林,許力生,陳運泰. 地球物理學報. 2009(02)
[8]2001年1月26日印度古杰拉特（Gujarat）Ms7.8地震時空破裂過程[J]. 許力生,陳運泰,高孟潭. 地震學報. 2002(05)
[9]Tempo-spatial rupture process of the 1997Mani, Xizang（Tibet）, China earthquake of Ms=7.9[J]. 許力生,陳運泰. Acta Seismologica Sinica（English Edition）. 1999(05)
[10]1997年中國西藏瑪尼MS7.9地震的時空破裂過程[J]. 許力生,陳運泰. 地震學報. 1999(05)
博士論文
[1]基于視震源時間函數(shù)的震源過程復雜性分析新方法研究[D]. 張旭.中國地震局地球物理研究所 2016
[2]震源破裂過程反演方法研究[D]. 張勇.北京大學 2008
碩士論文
[1]2004年蘇門答臘—安達曼大地震能量輻射源的時間域臺陣技術(shù)分析[D]. 杜海林.中國地震局地球物理研究所 2007
本文編號：3074410
【文章來源】：地球物理學報. 2020,63(08)北大核心
【文章頁數(shù)】：21 頁
【部分圖文】：
有效持續(xù)時間的確定
表1 2013年斯科舍海MW7.8地震震源機制解Table 1 Focal mechanism solutions of the 2013 MW7.8 South Scotia Ridge earthquake Sources Scalar Moment(N·m) τc(s) Centroid information Plane Latitude/(°) Longitude/(°) Depth(km) Strike/(°) Dip/(°) Rake/(°) GCMT 5.820e+20 45.5 -60.49 -45.32 23.8 103 44 -3 USGS 5.151e+20 - -60.29 -45.55 11 99 50 -1 Ye 6.45e+20 44.4 - - 11.5 97 46 -3 GFZ 2.229e+20 - - - 16 90 66 -14廣義臺陣反投影技術(shù)是近年來研究大地震破裂時空過程的一種比較成熟的方法,它可以用來快速確定高頻源的時空分布.自2004年蘇門答臘MW9.2特大地震(Ishii et al.,2005)至今,已衍生諸多新技術(shù)(Ishii et al.,2007;Walker and Shearer,2009; Meng et al.,2011; Yagi et al.,2012; Zhang et al.,2012;Yao et al.,2013; Xu et al.,2013; Wang and Mori,2016; Qin and Yao,2017;Yin et al.,2017;王曉欣等,2017;劉志鵬等,2018).我們也曾多次在一些地震中應用該技術(shù)研究其破裂時空特征(杜海林, 2007; 杜海林等,2009; Du et al.,2018;張旭等,2019).視震源時間函數(shù)(Apparent source time function)也常常用來分析大地震破裂的復雜性,它不但可以揭示地震矩或能量釋放隨時間的起伏變化,還可以揭示破裂傳播的方向變化(Lay and Wallace,1995;Lanza et al.,1999;Duputel et al.,2012b; Park and Ishi,2015;張旭, 2016;張旭等,2019).
圖3展示了2013年南斯科舍海嶺MW7.8地震矩心矩張量反演過程與結(jié)果.盡管震源時間函數(shù)的初始半持續(xù)時間為18s,但最終搜索的結(jié)果為49 s(圖3a).儀器震中在60.37°S,46.58°W,深度為7.9 km,而矩心空間搜索得到的矩心水平位置為60.18°S、44.50°W,矩心深度約19 km(圖3b,3c).同時可以看到,從儀器震中位置得到的矩張量解也不同于最終反演得到矩心矩張量解(圖3d).反演結(jié)果表明,整個地震釋放標量地震矩4.71×1020N·m,相應的矩震級為MW7.75,其中雙力偶成分占比88%(圖3d).表2列出了矩心位置和矩張量解參數(shù),并與GCMT的相應參數(shù)進行了比較.比較發(fā)現(xiàn),我們的位置在GCMT矩心位置的東北,矩心深度略淺,但矩張量解非常相似.與USGS、Ye等(Ye et al.,2014)以及GFZ的最佳雙力偶解的比較展示于表1.盡管已經(jīng)發(fā)布的結(jié)果之間存在一定差異,但可以確定,2013年南斯科舍海嶺MW7.8地震以走向近正東的斷層的左旋走滑為主,傾角在44°至66°之間.GCMT和我們的矩張量解中都存在很強的非雙力偶成分,這可能是由多個不同震源機制的子事件疊加所致.圖3 矩心矩張量反演過程與結(jié)果
【參考文獻】：
期刊論文
[1]2018年斐濟MW8.2深震：高頻輻射過程和發(fā)生原因[J]. 張喆,許力生,杜海林. 地球物理學報. 2019(11)
[2]2018年阿拉斯加灣MW7.9地震震源復雜性[J]. 張旭,許力生,杜海林,易磊. 地球物理學報. 2019(05)
[3]2016年印尼蘇門答臘島海域MW7.8地震震源運動學特征[J]. 趙旭,姚振興. 地球物理學報. 2018 (03)
[4]利用基于全球三維模型的反投影方法研究2016年Mw 7.8級新西蘭地震[J]. 劉志鵬,宋超,蓋增喜. 北京大學學報(自然科學版). 2018(04)
[5]利用非線性臺陣疊加方法快速追蹤2015年4月25日尼泊爾MW7.9地震破裂能量中心運動軌跡[J]. 王曉欣,丁志峰,馬延路. 地球物理學報. 2017 (01)
[6]2008年汶川大地震震源機制的時空變化[J]. 張勇,許力生,陳運泰. 地球物理學報. 2009(02)
[7]利用阿拉斯加臺陣資料分析2008年汶川大地震的破裂過程[J]. 杜海林,許力生,陳運泰. 地球物理學報. 2009(02)
[8]2001年1月26日印度古杰拉特（Gujarat）Ms7.8地震時空破裂過程[J]. 許力生,陳運泰,高孟潭. 地震學報. 2002(05)
[9]Tempo-spatial rupture process of the 1997Mani, Xizang（Tibet）, China earthquake of Ms=7.9[J]. 許力生,陳運泰. Acta Seismologica Sinica（English Edition）. 1999(05)
[10]1997年中國西藏瑪尼MS7.9地震的時空破裂過程[J]. 許力生,陳運泰. 地震學報. 1999(05)
博士論文
[1]基于視震源時間函數(shù)的震源過程復雜性分析新方法研究[D]. 張旭.中國地震局地球物理研究所 2016
[2]震源破裂過程反演方法研究[D]. 張勇.北京大學 2008
碩士論文
[1]2004年蘇門答臘—安達曼大地震能量輻射源的時間域臺陣技術(shù)分析[D]. 杜海林.中國地震局地球物理研究所 2007
本文編號：3074410
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