日本西南部山阴地区地震地壳活动的季节性变化

发布时间：2021-08-17 08:03

　　越来越多的证据表明,在各种构造环境中地震活动存在季节性变化。识别地震活动的周期变化能增进我们对地震触发物理机制的理解。我们使用一种采用基于概率去丛集程序导出不确定性的新方法,探讨了日本西南部山阴地区的地壳地震活动的季节性变化。我们确定了背景地震活动率的半年变化,即从1980～2017年期间地震活动率在春秋两季的增长统计是显著的。历史和现代大地震的频率分布显示出与近期背景地震活动相似的模式,这表明山阴地区的地震活动存在季节性变化已经有150多年。这些观测现象可以通过秋季降水和春季融雪引起地表质量下降从而导致断裂带内孔隙压力增大来解释。 

【文章来源】：世界地震译丛. 2020,51(04)

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

(a)1980年1月至1997年12月和(b)1998年1月至2017年12月两个不同时期的平均每月背景地震活动率的频率分布。每个图中的红色曲线表示每个时期从背景地震活动率时间序列计算出的偏移量和年变化之和(图2a)。灰色线条的含义与图2a相同(原图为彩色图——译注)

在山阴地区,由于分别受降雨和台风季节影响,降水量的增加主要集中在7月和9月。在背景地震活动率方面,它们比背景地震活动率中秋季峰值来得更早。这几个月的时间延迟可以用降水从地表向约8km深的孕震区的迁移来解释(图S6)。Hainzl等(2006)报告说日地震数与日降雨量之间存在着+8天的时滞关系。考虑从震源到孔压扰动的波阵面的距离r进行理论预测,即地表降水量阶梯式增加,流体扩散所需要的时间滞后可以导出为r2/4πη(Shapiro et al,1997),其中η为水力扩散系数。如果我们假设η=1m2/s,r=8km,估计时间滞后约2个月。尽管假设的扩散系数大于地壳中的典型值(例如,Li,1985),这种高扩散率可以通过假设一个连接很好的裂隙网络来解释,因为从研究区内的地震活动的连续排列可以推断(图1)。可用于解释春季地震活动增加的一种貌似合理的机制是由于融雪导致地表物质的卸载。Heki (2003)报道日本群岛降雪地区以往发生的内陆大地震(M ≥ 7)在春夏两季发生的频率要高于秋冬两季。春季的解冻导致积雪下的断层变得松弛,使得在深度方向上库仑破坏应力有几千帕的增加(Heki, 2003)。在山阴地区,山区冬季最大积雪深度可达数米,春季冰雪融化,春季解冻从而成为地震活动性的一个重要控制因素。Heki (2003)报道小地震没有显示明显的季节变化;但我们的结果表明春季解冻对小震和大震都有影响。由此推断,在山阴地震带上对小地震的季节性变化的监测可能会有助于大地震更准确的时间相关的预测。

目前的研究表明,地震活动的季节性变化可能在具有大剪切应变速率和/或高地震活动率特征的活动构造带中被发现。系统调查不同构造环境下地震活动的季节变化将使我们能够深入了解地震活动对地表过程的敏感性。4 结论


本文编号：3347397