中大新聞網訊(通訊員盧樂浚、周宇)地震對社會和人類安全構成重大威脅,其中中強地震(Mw ≤ 6.5)由于具有發生頻率高、空間分布廣等特點,需要給予更多關注。探究地震破壞機制,關鍵在于準確地認識同震滑動分布。目前獲取中強地震的同震滑動主要依賴于干涉合成孔徑雷達技術(InSAR),但傳統InSAR方法所獲取的同震滑動分布存在一定問題:中強地震通常在短時間內(幾分鐘到幾天)伴有多次前震和余震,而InSAR觀測由于時間分辨率有限(重返周期多為數天至數十天),無法將主震與前震-余震形變區分開。因此,傳統的InSAR方法可能會使得主震滑動嚴重高估,進而影響我們對地震物理過程的認識。
為解決上述問題,中山大學地球科學與工程學院的周宇教授團隊首次提出了一種聯合InSAR和前震-余震序列獲取同震滑動分布的新方法。該方法首先利用高精度地震重定位目錄,獲取前震-余震序列的震級與位置信息,并結合震級與滑動量、破裂面積之間的經驗公式來模擬前震-余震所造成的形變。然后通過扣除前震-余震的地表形變(即“前震-余震改正”),以恢復實際的主震形變,進而反演得到準確的同震滑動分布(圖1)。
圖1. 方法流程圖
為驗證該方法的可行性,作者構建了一組合成數據以評估前震-余震改正效果,結果顯示改正后的同震滑動分布十分接近真實值,說明該方法能夠很好地恢復主震的實際滑動分布(圖2)。
圖2. 基于合成數據的前震-余震改正試驗結果
為評估該方法的穩健性與實際應用價值,作者選取2021年Mw 6.3級希臘Thessaly北部地震序列(具有主震實際同震滑動數據作驗證)與2021年Mw 6.0級云南漾濞地震序列作為研究案例,進行了一系列綜合測試與應用,獲得以下主要結論:
(1)合成數據與真實震例表明,該方法能夠很好地恢復中強地震的實際同震滑動分布(圖3)。當前震-余震釋放的總地震矩大于主震釋放地震矩的10%時,有必要進行前震-余震改正。
(2)經測試,即使考慮地震定位誤差(震級誤差0.2以內、位置誤差5km以內),該方法也同樣能對原有同震滑動分布帶來顯著改進,改正后的地表形變殘差與同震滑動量殘差較改正前均降低一個數量級(圖4)。
(3)Mw 6.0級漾濞地震的再分析結果表明,基于傳統InSAR方法獲取的主震滑動量和地震矩可能被高估了25%和18%(圖5)。
圖3. 2021年Mw 6.3級希臘Thessaly北部地震序列的前震-余震改正結果對比
圖4. 基于2021年Mw 6.3級希臘Thessaly北部地震序列的地震定位誤差分析
圖5. 2021年Mw 6.0級云南漾濞地震序列的前震-余震改正結果
以上研究發表于國際學術期刊《Remote Sensing of Environment》(中科院一區TOP)。中山大學地球科學與工程學院的博士研究生盧樂浚為文章第一作者,周宇教授為文章通訊作者。該研究得到了第二次青藏高原綜合科學考察研究項目(2019QZKK0901)與國家自然科學基金(42374001)的資助。
論文鏈接: