越來越多的證據(jù)表明,在各種構(gòu)造環(huán)境中地震活動存在季節(jié)性變化。識別地震活動的周期變化能增進我們對地震觸發(fā)物理機制的理解。我們使用一種采用基于概率去叢集程序?qū)С霾淮_定性的新方法,探討了日本西南部山陰地區(qū)的地殼地震活動的季節(jié)性變化。我們確定了背景地震活動率的半年變化,即從1980～2017年期間地震活動率在春秋兩季的增長統(tǒng)計是顯著的。歷史和現(xiàn)代大地震的頻率分布顯示出與近期背景地震活動相似的模式,這表明山陰地區(qū)的地震活動存在季節(jié)性變化已經(jīng)有150多年。這些觀測現(xiàn)象可以通過秋季降水和春季融雪引起地表質(zhì)量下降從而導(dǎo)致斷裂帶內(nèi)孔隙壓力增大來解釋。 

【文章來源】：世界地震譯叢. 2020,51(04)

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

(a)1980年1月至1997年12月和(b)1998年1月至2017年12月兩個不同時期的平均每月背景地震活動率的頻率分布。每個圖中的紅色曲線表示每個時期從背景地震活動率時間序列計算出的偏移量和年變化之和(圖2a)�；疑�條的含義與圖2a相同(原圖為彩色圖——譯注)

在山陰地區(qū),由于分別受降雨和臺風(fēng)季節(jié)影響,降水量的增加主要集中在7月和9月。在背景地震活動率方面,它們比背景地震活動率中秋季峰值來得更早。這幾個月的時間延遲可以用降水從地表向約8km深的孕震區(qū)的遷移來解釋(圖S6)。Hainzl等(2006)報告說日地震數(shù)與日降雨量之間存在著+8天的時滯關(guān)系�？紤]從震源到孔壓擾動的波陣面的距離r進行理論預(yù)測,即地表降水量階梯式增加,流體擴散所需要的時間滯后可以導(dǎo)出為r2/4πη(Shapiro et al,1997),其中η為水力擴散系數(shù)。如果我們假設(shè)η=1m2/s,r=8km,估計時間滯后約2個月。盡管假設(shè)的擴散系數(shù)大于地殼中的典型值(例如,Li,1985),這種高擴散率可以通過假設(shè)一個連接很好的裂隙網(wǎng)絡(luò)來解釋,因為從研究區(qū)內(nèi)的地震活動的連續(xù)排列可以推斷(圖1)�？捎糜诮忉尨杭镜卣鸹顒釉黾拥囊环N貌似合理的機制是由于融雪導(dǎo)致地表物質(zhì)的卸載。Heki (2003)報道日本群島降雪地區(qū)以往發(fā)生的內(nèi)陸大地震(M ≥ 7)在春夏兩季發(fā)生的頻率要高于秋冬兩季。春季的解凍導(dǎo)致積雪下的斷層變得松弛,使得在深度方向上庫侖破壞應(yīng)力有幾千帕的增加(Heki, 2003)。在山陰地區(qū),山區(qū)冬季最大積雪深度可達數(shù)米,春季冰雪融化,春季解凍從而成為地震活動性的一個重要控制因素。Heki (2003)報道小地震沒有顯示明顯的季節(jié)變化;但我們的結(jié)果表明春季解凍對小震和大震都有影響。由此推斷,在山陰地震帶上對小地震的季節(jié)性變化的監(jiān)測可能會有助于大地震更準(zhǔn)確的時間相關(guān)的預(yù)測。

目前的研究表明,地震活動的季節(jié)性變化可能在具有大剪切應(yīng)變速率和/或高地震活動率特征的活動構(gòu)造帶中被發(fā)現(xiàn)。系統(tǒng)調(diào)查不同構(gòu)造環(huán)境下地震活動的季節(jié)變化將使我們能夠深入了解地震活動對地表過程的敏感性。4 結(jié)論


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