从同震和震后形变分析日本东北Mw9.0级大地震对近场地震活动性的影响

2011年日本东北大地震后,不断有报道认为日本南海海槽可能会发生强震,日本东北大地震对南海海槽断层活动有何影响?本文采用粘弹性半无限空间模型,利用反演得到的日本东北大地震的断层模型,计算了岛内部分断层的同震和震后形变以及库仑应力变化.结果表明:2011年日本东北大地震,使得平行于日本海沟的岛内逆冲断层应力释放明显,5km深度,库仑应力降低值都在50 kPa以上,按照该地区每年应力积累1～10 kPa计算,相当于释放了5～50年的应力积累;平行于南海海槽的岛内逆冲断层,同震库仑应力增加了1 kPa左右,相当于0.1～1年的正常构造运动应力积累;对于岛内的走滑断层,若其滑动方向与同震或震后形变方向一致,则库仑应力增加,反之则降低,如1948年福井地震发震断层库仑应力增加10 kPa左右,相当于1～10年的正常构造运动应力积累,地震危险性明显增加.同时,分析了不同软流圈粘滞性对震后形变和库仑应力的影响,发现对于不同的软流圈粘滞性系数,震后的形变和库仑应力相比同震都会有所增加.因此,对于平行南海海槽的岛内逆冲断层和岛内部分滑动方向与同震形变一致的走滑断层,震后地震危险性相比同震会进一步增强.     

日本东北Mw9．0地震后日本东北部的滑坡灾害勘察

2011年3月11日,一次Mw9．0大地震袭击了日本东北的太平洋沿岸,随后沿着500kin长的海岸线产生了巨大的破坏性海啸。此后,在2011年4月11日发生了一次M7．0内陆余震,这次余震造成了陆地上地表断层出现破裂。这些地震在日本本州岛东北部造成了各种类型的滑坡灾害。地震造成的全部滑坡灾害尚在调查统计之中。这份简短的报告介绍了日本滑坡学会迄今为止调查到的一些滑坡现象。这些滑坡包括：（1）福岛县须贺川水库堤坝的失稳;（2）4月11日福岛县磐城镇余震造成的滑坡及地震地表破裂;（3）宫城县松岛湾密集分布的浅表破坏;（4）仙台市周边居民区一些人工改造斜坡上发育的小滑坡。     

超巨大地震发生前后的重要地震活动

2011年东北近海MW9.0巨大逆冲地震发生后,在整个日本列岛观测到数千个内陆和火山地震,这些地震并不仅限于发生在东北地区太平洋海岸近海的余震区内。这提醒我们评估地震活动时思路要更宽,要去掉前震-主震-余震活动仅限于特定地震有限余震区内的普通想法。在最近的100年中,全球发生了几个巨大逆冲断层地震。根据我们的地震发生区在沿倾向双段(ADDS)和沿走向单段(ASSS)之间明显不同的新假设,我们研究了地震前后的重要地震事件。总体来说,沿倾向双段巨大逆冲断层的一些重要余震(大于MW7.5)发生于板块外侧隆起区及其附近(Ⅰ类),其中有些是倾滑正断层作用,有些是俯冲海洋板块内具有正断层分量的走滑断层作用。这些板块外侧隆起区的地震被认为是受巨大逆冲断层板块耦合作用减弱,引起的海洋板块下降板片的板片拉力控制。此外,有些沿余震区内板块边界和类似余震区扩展到相应巨大逆冲断层的地震也很重要(Ⅱ类)。另一方面,沿走向单段的余震发生在相同余震区及其附近,而且重要的或灾难性的板块外侧隆起区地震很稀少。已知沿倾向双段和沿走向单段的巨大逆冲断层也有一些大(不重要)的内陆地震。所有这些结果均不取决于俯冲几何形状是否是斜向的还是正交的。     

日本关于2011年东北地方太平洋近海地震的研究报告(三)——震源过程、海底地形变、陆地地形变 根据地震波形看到的2011年东北地方太平洋近海地震的震源过程

<正>引言2011年3月11日发生的东北地方太平洋近海MW9.0地震是日本观测史上最大的地震。包括我自己在内,大部分人大概都会认为,东北地方不会发生M9的地震,或者至少在自己活着的时候不会发生。但是,实     

日本3·11大型逆冲区地震提高了东京的地震风险

每一条破裂断层,无论大小,都会将其累积应力传递给邻近的断层,所以说2011年3月的东日本大地震(M9.0)将大量的应力传给了靠近海岸和横越日本中部的断层.研究人员在美国地球物理联合会(AGU)2011年秋季会议上报道称,重新分布的应力激活了远处长期静止的断层,这是有关情况的首次记录.最令人不安的是,这种应力瞬间提高了某些断层上发生一次大地震的风险,其中就包括拥有3000万人口的大东京地区下方的一条断层.     

日本3·11大地震促使人们重新思考相关地震理论

<正>日本2011年3月发生的破坏性地震在科学史上留下了深深的印记,其触动了已被广泛接受的地震理论,并促使地震预报员和研究者重新评估海底韧性断层面发生大地震的几率。3.11大地震发生的地点令人费解,地     

日本东北潜在大地震的规模曾被低估

自20世纪70年代以来,科学家已经把地球分为可以产生9.0级地震的板块边界和不会产生9.0级地震的板块边界.然而,2011年发生在日本东北的大地震与2004年发生在苏门答腊—安达曼的超级大地震却让科学家们震惊,因为这两个地区被认为都不可能发生震级超过8.4的大型逆冲地震.现在,地震科学家经重新研究后都承认现有的最大地震规模的预测模型不再有效.人们对这些模型已经提出疑问:苏门达腊什么时候驱动一个板块边界穿过它们的中心?日本东北又在何时驱动了另一个板块边界?     

地震断层运动论的进展

前言地壳内发生的地震绝大部分是断层急剧滑动引发的 ,至少规模比较大的地震是由于原有断层滑动而产生的。一般认为这些断层总是在不断反复进行时而粘附 ,时而滑动的过程。譬如 1 995年兵库县南部地震就是地质图上早已标绘了的野岛断层的滑动引起的 (即使在地表也能明显地看到 )。由此“活断层”一词在日本引起了广泛的关注。最近造成巨大灾害的 1 999年 8月的土耳其伊兹米特地震和 1 999年 9月的台湾地震均表明 ,地震是地质图上所标绘的活断层的滑动引起的。那么 ,原有断层上的滑动运动 (断层运动 )是怎样一种状况 ?滑动始于断层的哪一部位…     

2011年日本MW9.0地震震后形变机制与震源区总体构造特征

本文利用较为完备的球体位错理论,结合4.5年的震后位移数据,优化了2011年日本M_W9.0地震震源区岩石圈弹性层厚度与地幔黏滞性因子,更新了该强震断层余滑时空演化过程.首先,基于日本列岛215个均匀分布的GPS连续观测站震前2年与震后4.5年的观测数据,提取了2011年日本M_W9.0地震引起的震后位移时空变化;接着,依据断层余滑衰减相对较快的特点,利用黏弹性球体位错理论对震后3~4.5年的GPS观测数据进行反复拟合,确定2011年日本M_W9.0地震震源区地幔黏滞性系数和岩石圈弹性层厚度的最优解分别为6×10¹⁸ Pa·s和30 km;然后,从震后3年内GPS观测数据中剔除地幔黏滞性松弛效应,获取了断层余滑对应的震后位移场;最后,利用基于球体位错理论的反演算法,反演了2011年日本M_W9.0地震断层余滑的时空演化过程.结果表明,2011年日本M_W9.0地震引起的断层余滑在震后半年内变化显著,震后2年主震区域余滑基本停止,断层的两端存在一定的余滑效应,断层余滑的累计矩震级达到8.59;地震后4年,地幔黏滞性松弛效应对震后位移场的贡献在总体上超过断层余滑的贡献.

     

2011年4月11日日本东北福岛县浜通Mw6．6地震的地表断层破裂和滑动分布

2011年4月11日日本东北福岛县浜通地震于2011年3月11日东北地方太平洋海岸近海地震之后1个月发生在一地震活动区。这次浜通地震在北北西一南南东走向的系浞断层上造成14km长向西的正滑破裂,同时在西北西～东南东走向的汤野岳断层造成16kin长向南的正滑破裂。沿系浞断层的滑动从南端到中部突然增加,其中测量的最大位移近2m;该断层的中段到北西端的滑动逐渐降低。汤野岳断层也有不对称的滑动分布,在其北西段附近峰值约为0．9m。从破裂沿这两条断层扩展的方向来考虑,显然测量到的地表断错在走向上不对称,在更靠近破裂起始的断层末端观测到最大断错,而在破裂终止的方向显现出逐渐减小。滑动分布和震中位置的地表观测结果与滑动反演模型得出的地震破裂的总体特征一致。浜通地震断层超过60％的破裂长度以及其他历史正断层地震,滑动位移量小于或等于最大滑动的30％。根据破裂长度、最大和平均位移估计的该地震的矩震级（Mw）在6．5～6．8之间,与地震学确定值6．6相一致。     

联合国第三次世界减灾会议综述

<正>1全球共商减灾大事2015年3月14日,第三次联合国世界减灾大会在日本仙台市国际会议中心隆重召开,仙台市曾是2011年3月11日发生过日本东北大地震的重灾区。186个国家和地区大约7千多人出席了本届十年一次的第三次联合国世界减灾大会。联合国秘书长潘基文在开幕式上再次强调:"防灾是实现可持续     

对2011年4月11日福岛县浜通地震时产生的地表地震断层进行的挖掘调查（速报）

引言2011年3月11日发生的东北地方太平洋近海地震（M9．O）[11]一个月后,4月11日17时16分左右,在福岛县浜通深约5km处发生了M7．0地震[12]。伴随这次地震,沿盐平断层出现了连续长达11km的地表地震断层（正断层）[13-15]。     

日本关于2011年东北地方太平洋近海地震的研究报告(一)——2011年日本东北地方太平洋近海地震(M9.0)概况

1主震2011年3月11日日本当地时间14时46分,发生了以宫城县近海为震中的M9.0东北地方太平洋近海地震。其后,特大海啸袭击了东北地方太平洋沿岸。根据震源区和机制解等的分析确定,这次地震是在俯冲的太平洋板块和陆地板块边界发生的板间地     

利用1-HzGPS波形数据反演2011年日本北大地震震源破裂过程

利用1-Hz GPS数据反演2011年3月日本东北大地震的时空破裂过程,通过理论波形图与观测波形图的拟合,以及ABIC准则的判定,反演得到滑移分布的稳定估计.结果表明:破裂集中在震源附近,并在震中以下30 km处达到最大位错量,约72 m,在岩手和福岛靠近海岸线处有两个较小的破裂区,断层的南半段破裂很小,同时也是余震最为密集的地方.整个破裂过程由3个破裂阶段组成,发震后断层从震源向周围缓慢破裂,在50～60 s破裂延伸至地表(海沟);60～90 s在震中下方迅速发生强烈破裂,形成了最大位错区,这一阶段主要是倾向上的双边破裂;90～120 s在断层最北西处和断层南半段发生较小破裂,整个破裂过程持续大约120 s.反演得到的地震矩为3.8×1022 Nm,相应的矩震级为MW 9.0.     

根据地震波形看到的2011年东北地方太平洋近海地震的震源过程

引言 2011年3月11日发生的东北地方太平洋近海Mw9.0地震是日本观测史上最大的地震.包括我自己在内,大部分人大概都会认为,东北地方不会发生M9的地震,或者至少在自己活着的时候不会发生.但是,实际上,东北地方近海确实发生了特大地震,这已经说明了我们持有的俯冲带的地震发生模式化的观念有问题.这次地震不光是地面和海面的晃动,也许也大大动摇了地震研究人员的一些理念.     

利用GPS和InSAR数据反演2011年日本东北MW9.0地震断层的同震滑动分布

本文首先对Envisat/ASAR数据进行干涉处理, 获取2011年日本东北M_W9.0地震的地表InSAR同震形变场; 然后通过对InSAR同震形变数据重采样方法的深入分析, 选择条纹率法结合干涉图的空间相干性对InSAR同震形变数据进行重采样; 最后基于弹性半空间位错模型, 联合InSAR与GPS形变数据, 采用最小二乘法反演发震断层的滑动分布. 研究结果表明: 考虑相干性的条纹率重采样方法, 更适用于形变场中存在除断层外的有限边界、 且形变场范围较大的InSAR数据重采样处理; 断层滑动主要发生在地表以下50 km范围内, 最大滑动量为49.9 m, 矩张量为4.89×1022 N·m, 所对应的矩震级为M_W9.1, 与地震学反演的结果比较吻合.      

2013年10月吉林省前郭强震群研究

从2013年10月31日开始,不到一个月的时间吉林省前郭县就发生了5次5级以上地震,最大地震为11月23日的Ms5．8地震。根据震源机制解、余震序列特征、震中区地质构造特点以及历史地震情况,对这次强震群的发震条件进行探讨。认为震源区位于松辽盆地中部滑脱面上部的推覆构造系内,我国东北块体应力应变状态受2011年日本9级巨震影响,应力使滑脱面上部的隐伏铲形断层面组发生错动,从而发生这次隅露群．     

利用断层应力积累探讨大地震发生的地点——以日本2011年东北9级大地震为例

大地震在哪里发生是地震预报首先要解决的问题.利用反演GNSS观测数据得到的2011年日本东北9级大地震前7年（2004—2010年）断层上的应力变化,我们发现了这次地震断层的孕震区.为了进一步研究该孕震区的演化过程,本文继续反演这次大地震在1997—2003年间的断层应力变化过程.通过这两期的反演工作,我们看到,在这14年中,断层应力的年变化图案的主要特征基本是稳定的,并存在明显的应力增加区和降低区.前者与地震的破裂区吻合,后者与前震、重复小地震和无震滑动的区域一致.显著的剪切应力增加区不但与主震,而且还与大余震的破裂区相符合.我们发现断层面上高应力积累区的零剪应力和零正应力变化的等值线不重合,前者在断层面上的深度大于后者,这意味着在剪应力增加区存在着正应力降低区或剪切强度降低区（由于剪切强度与正应力成正比）.断层初始破裂点似乎更偏好零正应力等值线附近的位置,这是因为该处不但靠近剪切强度降低区,而且位于剪应力积累最显著的地方.研究结果表明,正应力变化对大地震的初始破裂有影响;本文所使用的断层应力变化反演方法,可以用来作为预测大地震发生位置的一种手段.

     

2011年日本MW9.0地震相关研究综述

2011年3月11日, 日本海沟发生的9级地震造成重大人员伤亡, 受到社会普遍关注, 本文基于此次日本9级地震相关研究结果, 尝试从不同侧面分析此次地震的观测、 现象和认识, 主要包括如下几点: ① 此次地震发生在太平洋板块西北边界上日本海沟俯冲带上, 同震破裂可能存在深浅两个位错集中区, 较深的位错集中区位错量相对较小, 但历史上7级地震多发; 而较浅的位错集中区位错较大, 但历史上强震活动相对较弱; ② 基于GPS观测资料为约束的相关断层运动研究结果表明, 日本海沟断层运动背景以大范围稳定闭锁为主(闭锁区空间尺度与同震破裂尺度相当), 自2003年日本北海道8级地震后日本海沟地区断层运动开始出现扰动, 2008年以后有几次7级左右地震震后余滑分布明显比主震位错量要大, 之后分别于2008年和2011年观测到显著慢滑移事件, 最后分别于2011年3月9日和3月11日发生7级前震和9级主震, 震前日本海沟俯冲带断层运动变化过程比较清楚; ③ 可能是由于监测的原因, 传统上的前兆观测并未出现显著异常, 其震前异常主要为: 部分地震活动参数表明强震震源区震前应力状态相对较高、 区域地表运动速率的短期异常等; ④ 对于震源区物理性质的分析引起了更多的科学问题, 例如, 震源区介质物性是否与周边存在显著差异、 断层摩擦性质是否决定了发震能力和破裂过程、 震前断层运动是否存在预滑、 震前深部流体是否影响到震源区断层运动等。 他山之石可以攻玉, 希望本文对地震预测预报基础研究工作能起到抛砖引玉的作用。     

青藏高原东北缘地震时空迁移的有限元数值模拟

地震在大陆内部断层系统中的时空迁移和丛集的基本力学机制一直是地球科学家关注的重要问题.青藏高原东北缘地震活动频繁,其地震时空迁移和地震丛集现象显著,是研究这个问题的重要区域.我们建立了一个三维黏弹塑性有限元模型,模拟了青藏高原东北缘主要活动断层系统的地震循环和地震时空迁移;计算了断层系统的应力演化;并探讨了断层之间的相互作用及地震时空迁移和地震丛集的原因.模拟结果显示断层之间的相互作用通过增加或降低断层上的库仑应力,加速或延缓了地震发生,使得区域地震可以在短时间内集中发生,从而形成地震丛集;另外,区域经过多个地震循环的长期演化,一些孕震断层上的应力状态恰好都达到屈服的临界状态附近,从而也可以导致这些断层上的地震在短期内集中发生,因此产生地震丛集和地震迁移.我们发现当区域经历地震丛集之后,该区域的应力大大释放,区域进入地震平静期;随着构造加载的持续,区域应力逐渐恢复,为下一次地震丛集或地震序列累积应力和能量;上述过程可以重复发生.因此地震丛集期与平静期交替出现.我们还统计了各个断层的大地震相互迁移的模拟结果,结果显示青藏高原东北缘下一次大地震有很大的概率会发生在海原断层上.