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yexuqing木蟲(chóng)之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
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熊熊教授團(tuán)隊(duì)提出了評(píng)估地震潛能的新方法
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熊熊教授團(tuán)隊(duì)提出了評(píng)估地震潛能的新方法 發(fā)表時(shí)間：2024-08-30 點(diǎn)擊：734次 編輯：顧剛 （通訊員 蔣冰）近日，由地空學(xué)院熊熊教授帶領(lǐng)的地震與地球動(dòng)力學(xué)團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外合作者，在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》（Nature Communications）發(fā)表了題為《基于震源物理的安寧河-則木河斷裂的現(xiàn)今地震危險(xiǎn)性評(píng)估》的學(xué)術(shù)論文。論文通過(guò)近斷層密集GNSS觀測(cè)反演獲取了安寧河-則木河斷裂的精細(xì)斷層閉鎖狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合地震破裂動(dòng)力學(xué)理論評(píng)估了這個(gè)斷裂目前的地震潛能。地空學(xué)院刁法啟教授為論文第一作者和通訊作者，南京大學(xué)翁輝輝副教授為論文共同通訊作者。 地震是人類(lèi)面臨的最嚴(yán)重自然災(zāi)害之一，而中國(guó)又是地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家。因此，加強(qiáng)地震科學(xué)研究，深入認(rèn)識(shí)地震機(jī)理對(duì)提升我國(guó)綜合防震減災(zāi)能力具有重要的科學(xué)意義和社會(huì)價(jià)值。其中，客觀評(píng)估重點(diǎn)斷層的地震潛能，包括發(fā)震位置、破裂尺度和最大震級(jí)，是中長(zhǎng)期地震危險(xiǎn)性評(píng)估的重要內(nèi)容。目前，學(xué)者一般結(jié)合歷史地震破裂空段和上次強(qiáng)震的離逝率來(lái)評(píng)估可能的發(fā)震位置和地震大小，具有較大主觀性和不確定性。 圖1.安寧河-則木河斷裂構(gòu)造背景圖（A）和反演的斷層精細(xì)閉鎖率分布（B）。圖A中黑線(xiàn)表示區(qū)域活動(dòng)構(gòu)造斷裂，藍(lán)色箭頭表示GNSS速度場(chǎng)。圖B表示反演得到的斷層閉鎖率分布，從藍(lán)色到紅色表示斷層閉鎖程度逐漸增加。 論文基于研究團(tuán)隊(duì)近年來(lái)發(fā)展的粘彈性地震周期變形模型，以近斷層密集GNSS觀測(cè)為約束，反演獲取了安寧河-則木河斷裂帶的精細(xì)閉鎖狀態(tài)（圖1）。結(jié)果顯示，這一斷裂帶上存在六個(gè)15-40km大小的強(qiáng)閉鎖區(qū)域（凹凸體），是孕育和發(fā)生強(qiáng)震的可能區(qū)域。這一結(jié)果與歷史地震的破裂范圍存在較好的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系。結(jié)果還顯示歷史地震破裂往往終止在弱閉鎖區(qū)，且小于7級(jí)的地震一般只破裂了單個(gè)凹凸體，而震級(jí)為7.5的大地震往往由兩個(gè)凹凸體的級(jí)聯(lián)破裂形成（圖2）。同時(shí)，由斷層閉鎖狀態(tài)估算的累計(jì)應(yīng)力與地震b值存在一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖2）。 圖 2. 圖A表示平均斷層閉鎖率沿走向的變化，橙色線(xiàn)段表示歷史地震破裂范圍（Wen et al.,2008）. 圖B和C表示自上次強(qiáng)震發(fā)生后至今積累的剪切應(yīng)力與b值的比較。圖D表示根據(jù)斷層閉鎖率和破裂動(dòng)力學(xué)理論估算的地震復(fù)發(fā)周期（黑線(xiàn)）與地震地質(zhì)探槽結(jié)果（紅色條棒）之間的對(duì)比。 圖3. 基于斷層閉鎖狀態(tài)和震源物理理論評(píng)估的安寧河-則木河斷裂的地震潛能。圖A表示1952年M6.8地震前積累的彈性能和破裂能,圖B表示1952年地震前斷層的地震潛能。圖C-D與圖A-B類(lèi)似，但表示現(xiàn)今的情況。圖片最上面表示地震活動(dòng)性分布情況。 基于斷層的精細(xì)閉鎖狀態(tài)和估算的滑動(dòng)虧損，論文進(jìn)一步給出了斷層上積累的彈性能及發(fā)生破裂需要的破裂能，并根據(jù)地震破裂動(dòng)力學(xué)理論，考慮兩者之間的平衡評(píng)估了安寧河則木河斷裂帶目前可能的破裂范圍和地震潛能，使評(píng)估結(jié)果具有了物理意義，減小了主觀性（圖3）。論文發(fā)展了一種基于震源物理和精細(xì)斷層閉鎖狀態(tài)評(píng)估斷層未來(lái)發(fā)震能力的有效方法，并在安寧河-則木河斷裂系統(tǒng)得到成功應(yīng)用，具有重要的科學(xué)意義和社會(huì)價(jià)值，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。 該研究由國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023YFC3007302）和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42374066, 41731072）聯(lián)合資助。 論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51313-w |
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