2013年南斯科舍海岭M W 7.8地震的多点震源机制反演
发布时间：2021-03-10 08:55
2013年11月17日,在南极南奥克尼群岛北、南极板块与斯科舍板块之间发生了一次MW7.8级地震（2013年南斯科舍海岭MW7.8地震）,我们利用全球分布的长周期和宽频带地震记录反演确定了这次地震随时间和空间变化的震源机制,验证了提出的一种多点震源机制反演的新方法.首先利用长周期记录的W震相反演了这次地震的矩心矩张量解并利用体波提取了视震源时间函数,同时利用台阵反投影技术从宽频带记录中获得了这次地震的高频源的时空分布,然后基于矩心矩张量解、视震源时间函数以及高频源的时空分布,实现了采用新方法对2013年南斯科舍海岭MW7.8地震的多点震源机制反演.矩心矩张量解表明,地震矩心在44.50°W/60.18°S,矩心深度19 km,半持续时间49 s,释放标量地震矩4.71×1020 N·m,发震断层走向104°,倾角54°,滑动角8°.视震源时间函数清楚地揭示了地震矩随时间变化的方位依赖性,总体上可以将时间过程分为前60 s和后50 s两个阶段,但前60 s可细分为两次子事件.根据台阵反投影结果,这次地...
【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(08)北大核心
【文章页数】：21 页
【部分图文】：
有效持续时间的确定
表1 2013年斯科舍海MW7.8地震震源机制解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广义台阵反投影技术是近年来研究大地震破裂时空过程的一种比较成熟的方法,它可以用来快速确定高频源的时空分布.自2004年苏门答腊MW9.2特大地震(Ishii et al.,2005)至今,已衍生诸多新技术(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;王晓欣等,2017;刘志鹏等,2018).我们也曾多次在一些地震中应用该技术研究其破裂时空特征(杜海林, 2007; 杜海林等,2009; Du et al.,2018;张旭等,2019).视震源时间函数(Apparent source time function)也常常用来分析大地震破裂的复杂性,它不但可以揭示地震矩或能量释放随时间的起伏变化,还可以揭示破裂传播的方向变化(Lay and Wallace,1995;Lanza et al.,1999;Duputel et al.,2012b; Park and Ishi,2015;张旭, 2016;张旭等,2019).
图3展示了2013年南斯科舍海岭MW7.8地震矩心矩张量反演过程与结果.尽管震源时间函数的初始半持续时间为18s,但最终搜索的结果为49 s(图3a).仪器震中在60.37°S,46.58°W,深度为7.9 km,而矩心空间搜索得到的矩心水平位置为60.18°S、44.50°W,矩心深度约19 km(图3b,3c).同时可以看到,从仪器震中位置得到的矩张量解也不同于最终反演得到矩心矩张量解(图3d).反演结果表明,整个地震释放标量地震矩4.71×1020N·m,相应的矩震级为MW7.75,其中双力偶成分占比88%(图3d).表2列出了矩心位置和矩张量解参数,并与GCMT的相应参数进行了比较.比较发现,我们的位置在GCMT矩心位置的东北,矩心深度略浅,但矩张量解非常相似.与USGS、Ye等(Ye et al.,2014)以及GFZ的最佳双力偶解的比较展示于表1.尽管已经发布的结果之间存在一定差异,但可以确定,2013年南斯科舍海岭MW7.8地震以走向近正东的断层的左旋走滑为主,倾角在44°至66°之间.GCMT和我们的矩张量解中都存在很强的非双力偶成分,这可能是由多个不同震源机制的子事件叠加所致.图3 矩心矩张量反演过程与结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年斐济MW8.2深震：高频辐射过程和发生原因[J]. 张喆,许力生,杜海林. 地球物理学报. 2019(11)
[2]2018年阿拉斯加湾MW7.9地震震源复杂性[J]. 张旭,许力生,杜海林,易磊. 地球物理学报. 2019(05)
[3]2016年印尼苏门答腊岛海域MW7.8地震震源运动学特征[J]. 赵旭,姚振兴. 地球物理学报. 2018 (03)
[4]利用基于全球三维模型的反投影方法研究2016年Mw 7.8级新西兰地震[J]. 刘志鹏,宋超,盖增喜. 北京大学学报(自然科学版). 2018(04)
[5]利用非线性台阵叠加方法快速追踪2015年4月25日尼泊尔MW7.9地震破裂能量中心运动轨迹[J]. 王晓欣,丁志峰,马延路. 地球物理学报. 2017 (01)
[6]2008年汶川大地震震源机制的时空变化[J]. 张勇,许力生,陈运泰. 地球物理学报. 2009(02)
[7]利用阿拉斯加台阵资料分析2008年汶川大地震的破裂过程[J]. 杜海林,许力生,陈运泰. 地球物理学报. 2009(02)
[8]2001年1月26日印度古杰拉特（Gujarat）Ms7.8地震时空破裂过程[J]. 许力生,陈运泰,高孟潭. 地震学报. 2002(05)
[9]Tempo-spatial rupture process of the 1997Mani, Xizang（Tibet）, China earthquake of Ms=7.9[J]. 许力生,陈运泰. Acta Seismologica Sinica（English Edition）. 1999(05)
[10]1997年中国西藏玛尼MS7.9地震的时空破裂过程[J]. 许力生,陈运泰. 地震学报. 1999(05)
博士论文
[1]基于视震源时间函数的震源过程复杂性分析新方法研究[D]. 张旭.中国地震局地球物理研究所 2016
[2]震源破裂过程反演方法研究[D]. 张勇.北京大学 2008
硕士论文
[1]2004年苏门答腊—安达曼大地震能量辐射源的时间域台阵技术分析[D]. 杜海林.中国地震局地球物理研究所 2007
本文编号：3074410
【文章来源】：地球物理学报. 2020,63(08)北大核心
【文章页数】：21 页
【部分图文】：
有效持续时间的确定
表1 2013年斯科舍海MW7.8地震震源机制解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广义台阵反投影技术是近年来研究大地震破裂时空过程的一种比较成熟的方法,它可以用来快速确定高频源的时空分布.自2004年苏门答腊MW9.2特大地震(Ishii et al.,2005)至今,已衍生诸多新技术(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;王晓欣等,2017;刘志鹏等,2018).我们也曾多次在一些地震中应用该技术研究其破裂时空特征(杜海林, 2007; 杜海林等,2009; Du et al.,2018;张旭等,2019).视震源时间函数(Apparent source time function)也常常用来分析大地震破裂的复杂性,它不但可以揭示地震矩或能量释放随时间的起伏变化,还可以揭示破裂传播的方向变化(Lay and Wallace,1995;Lanza et al.,1999;Duputel et al.,2012b; Park and Ishi,2015;张旭, 2016;张旭等,2019).
图3展示了2013年南斯科舍海岭MW7.8地震矩心矩张量反演过程与结果.尽管震源时间函数的初始半持续时间为18s,但最终搜索的结果为49 s(图3a).仪器震中在60.37°S,46.58°W,深度为7.9 km,而矩心空间搜索得到的矩心水平位置为60.18°S、44.50°W,矩心深度约19 km(图3b,3c).同时可以看到,从仪器震中位置得到的矩张量解也不同于最终反演得到矩心矩张量解(图3d).反演结果表明,整个地震释放标量地震矩4.71×1020N·m,相应的矩震级为MW7.75,其中双力偶成分占比88%(图3d).表2列出了矩心位置和矩张量解参数,并与GCMT的相应参数进行了比较.比较发现,我们的位置在GCMT矩心位置的东北,矩心深度略浅,但矩张量解非常相似.与USGS、Ye等(Ye et al.,2014)以及GFZ的最佳双力偶解的比较展示于表1.尽管已经发布的结果之间存在一定差异,但可以确定,2013年南斯科舍海岭MW7.8地震以走向近正东的断层的左旋走滑为主,倾角在44°至66°之间.GCMT和我们的矩张量解中都存在很强的非双力偶成分,这可能是由多个不同震源机制的子事件叠加所致.图3 矩心矩张量反演过程与结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年斐济MW8.2深震：高频辐射过程和发生原因[J]. 张喆,许力生,杜海林. 地球物理学报. 2019(11)
[2]2018年阿拉斯加湾MW7.9地震震源复杂性[J]. 张旭,许力生,杜海林,易磊. 地球物理学报. 2019(05)
[3]2016年印尼苏门答腊岛海域MW7.8地震震源运动学特征[J]. 赵旭,姚振兴. 地球物理学报. 2018 (03)
[4]利用基于全球三维模型的反投影方法研究2016年Mw 7.8级新西兰地震[J]. 刘志鹏,宋超,盖增喜. 北京大学学报(自然科学版). 2018(04)
[5]利用非线性台阵叠加方法快速追踪2015年4月25日尼泊尔MW7.9地震破裂能量中心运动轨迹[J]. 王晓欣,丁志峰,马延路. 地球物理学报. 2017 (01)
[6]2008年汶川大地震震源机制的时空变化[J]. 张勇,许力生,陈运泰. 地球物理学报. 2009(02)
[7]利用阿拉斯加台阵资料分析2008年汶川大地震的破裂过程[J]. 杜海林,许力生,陈运泰. 地球物理学报. 2009(02)
[8]2001年1月26日印度古杰拉特（Gujarat）Ms7.8地震时空破裂过程[J]. 许力生,陈运泰,高孟潭. 地震学报. 2002(05)
[9]Tempo-spatial rupture process of the 1997Mani, Xizang（Tibet）, China earthquake of Ms=7.9[J]. 许力生,陈运泰. Acta Seismologica Sinica（English Edition）. 1999(05)
[10]1997年中国西藏玛尼MS7.9地震的时空破裂过程[J]. 许力生,陈运泰. 地震学报. 1999(05)
博士论文
[1]基于视震源时间函数的震源过程复杂性分析新方法研究[D]. 张旭.中国地震局地球物理研究所 2016
[2]震源破裂过程反演方法研究[D]. 张勇.北京大学 2008
硕士论文
[1]2004年苏门答腊—安达曼大地震能量辐射源的时间域台阵技术分析[D]. 杜海林.中国地震局地球物理研究所 2007
本文编号：3074410
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