由地球极慢自由振荡相位得到的2004年亚齐-苏门答腊地震的破裂长度和持续时间

亚齐-苏门答腊2004年地震很强地激发了地球自由振荡。完全分裂的振幅提供了地震震源的有用信息。特别是分裂的单峰相位约束了持续时间、破裂长度和平均破裂速度。为约束震源的时空有限性,我们分析了地球的某些极慢自由振荡(0S2,0S3,0S0和1S0)的初始相位。我们使用了几个世界范围的地球物理台网的宽频带地震仪垂直记录和超导重力仪数据。估计的该地震的破裂长度约为1220km,震源持续时间约为500s,平均破裂速度为2·4km/s。     

2004年12月26日苏门答腊—安达曼特大地震

发生在2004年12月26日（Mw=9．1～9．3级）和2005年3月28日（Mw=8．6级）的地震是过去40年中最大的两次地震，它们在欧亚大陆板块的东南部和印度-澳大利亚板块之间裂开一条长达1600km的断层。其中第一次地震引发的海啸吞噬了28．3万多人的性命。苏门答腊岛班达亚奇附近的断层滑动了15m，但是在其北边，沿着尼科巴群岛和安达曼群岛，断层快速滑动的距离则小了很多。海啸和测地学的观测表明，在50min或更长的时间范围内北部的断层发生了更多的缓慢滑动。     

中国数字地震台网记录的苏门答腊-安达曼地震激发的地球球型自由振荡的检测

利用中国数字地震台网 （CDSN）改造后的7个台站的VHZ波形资料, 提取了2004年12月26日苏门答腊-安达曼地震激发的0S2~0S54地球球型自由振荡,并与地球初步参考模型(PREM)的理论自由振荡频率进行了对比,发现与PREM模型预测的球型自由振荡周期符合得很好. 观测的该地震激发的0S2,0S3,0S4, 2S1和1S2振型自由振荡有明显的频谱分裂现象. 特别是2S1振型,是继Rosat等之后的第二次报道不叠加的情况下观测到的这种振型. 根据该地震的总体震源机制,试算了不同的地震矩,模拟了该地震0S2振型在CDSN 7个台上的自由振荡振幅, 并与记录资料进行了比较,得到该地震的地震矩可达1023Nmiddot;m;本文发现地球自由振荡记录包含了大量震源机制和地震位置的信息, 可用于地震震源破裂参数的精细研究.       

用10分钟P波窗估算2004年12月26日苏门答腊—安达曼地震的辐射能量

苏门答腊—安达曼MW9.1级地震的破裂过程持续了大约500秒,这一时间几乎是一般情况下用于计算远震辐射能量的P到时和PP到时之间时间窗长度的两倍。为了测量整个地震所辐射的P波,我们将时间窗扩展为从P波到时到S波到时,并用扩展窗对震中距大于60°的台站的地震记录进行分析。这些持续时间8～10分钟的窗内包含了PP,PPP,ScP震相和其他一些多次反射震相。为了测量包含这些附加震相的影响,我们计算了由扩展窗(P波到时和S波到时之间)得到的震源谱和由标准窗(P波到时和PP波到时之间)得到的震源谱的比值。对扩展窗的分析是在假设它只包含P-pP-sP波群的情况下进行的。我们分析了发生在MW9.1级主震附近具有相似深度和震源机制的4个相对较小的地震事件。这些地震的震级范围从2005年1月9日的MW6.0级余震到震中位于苏门答腊-安达曼地震南部的2005年3月28日MW8.6级的尼亚斯地震。将得到的这4个地震事件的震源谱比值取平均,就得到扩展窗的频变算子。然后对扩展窗得到的2004年12月26日主震的震源谱进行校正,就得到苏门答腊-安达曼地震整个破裂过程(～600秒)的完整的或校正的震源谱。我们计算的地震辐射总能量为1.4×1017J。经过对整个地震的校正震源谱与破裂过程的前～250秒的震源谱(由标准远震窗得到)比较,我们发现主震破裂过程的前半部分辐射的地震波能量多于破裂过程后半部分辐射能量,尤其对于周期从3秒到40秒的地震波,这种现象更加明显。     

运用声纳信号估算2004年12月26日苏门答腊特大地震的破裂长度和速度

位于印度洋由5个小声纳台阵构成的台网无先例地记录到了与2004年12月26日苏门答腊特大逆断层地震相关的声纳信号，这些声纳台阵距离震中约2800～7000km。每个台阵都记录到由这次地震产生的声波（也称为T波）。通过在T波尾波持续时间内用短时间窗分析后表明，作为时间函数的源方位角接收器变化缓慢。这一分析也表明了视T波波源并不是静止的。视T波波源以2km／s的平均速度沿着巽他海沟向北移动，与这次地震的破裂轨迹很相似。声纳数据说明了地震破裂过程明显地分为2个阶段，刚开始是以大约2．4km／s沿着巽他海沟朝西北方向破裂。到了距离震中600km附近破裂速度下降至大约1．5km／s，但仍朝着西北继续扩展。     

苏门答腊—安达曼地震的GPS分析

2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊地震是历史上破坏性最强的地震之一。此次地震的震级Mw=9．3(根据Stein和Okal以简正模式振幅修订，http：//www．earth．northwestern．edu／people／seth／research／sumatra．html)，是自1900年以来记录到的第二最大地震。它发生在苏门答腊岛北部以西100千米的近海处，     

数字化水位仪观测的苏门答腊大地震激发的地球球型自由振荡

利用LN-3型数字化水位仪的观测资料,采用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去固体潮处理的情况下,获得了2004年12月26日苏门答腊大地震激发的0S3～0S30基频球型自由振荡,并检测到2S1、1S2、1S3、2S5和2S6等5个谐频球型振荡,同时记录到一些明显的振型的谱线分裂现象。用水位观测资料提取了0S3、0S4和2S1等3个振型的谱线分裂周期,虽然3个振型均只得到2个单峰,但地球自由振荡谱线分裂现象的检测为研究地球的深内部结构提供了新的、不同类型的观测资料。研究表明,用数字化水位仪的观测资料可以提取到苏门答腊大地震激发的地球球型振荡,为地球自由振荡的研究提供了一种新的观测手段。     

2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊地震是否如大众媒体所说影响了地球的自转？

2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊地震是否影响了地球自转，答案是肯定的：是。但还有，对于任何地震，不拘其大小，对于涉及质量移动的任何世界性事件，从大气层和海洋的季节性变化到冰川融化和热带风暴，直至汽车在城里头转悠，都会影响地球自转。为了理解这一点只需要用到角动量守恒，然后将其应用于地球系统。     

2004年苏门答腊-安达曼地震的破裂过程

2004年12月26日苏门答腊－安达曼地震是缓慢地发生的，在初始的40～60s内，滑动和破裂速度均很小。尔后破裂以约2．5km／s的速度沿着安达曼海槽向北北西方向延伸达1200～1300km。沿苏门答腊西北部和尼科巴群岛南部的近海板块边界600km长的段上，最大的位移达约15m。而在余震区北部400～500km区域滑动量则很小，但在该地区地震频带的时间尺度以外至少可能已经发生了某些滑动。     

2004年苏门答腊—安达曼M9级地震的下一代形变模型

2004年的苏门答腊—安达曼M9级地震将俯冲的印度—澳大利亚板块和仰冲的缅甸板块分裂开。这次地震的形变属于三维问题,为此我们构建了有限元模型进行模拟,以说明俯冲板块、弧前、火山弧及弧后的物性分布。同震形变的模拟使用一种基于协议的方法。该方法考虑俯冲带的地质复杂性,使用有限元模型反演估计断层滑动分布。结果表明不考虑俯冲带中物性差异的形变预测的灵敏度比近场GPS的测量误差可大一个数量级还多。本文介绍的基于有限元模型的技术可用于地质上相符的形变模型,提高同震与震后形变、应力耦合及海啸发生的基于模拟技术的评估可靠性。     

由Hi—Net台阵成像得出的2004年苏门答腊-安达曼地震的范围、持续时间和速度

2004年损失惨重的苏门答腊-安达曼地震是已经记录到的最大地震之一。这种地震的破坏程度取决于断层滑动的范围和大小。在苏门答腊-安达曼地震后几小时得到的最初可靠的矩震级估计（Dziewonski and Woodhouse，1983）值为9．0级，但是，最近的长周期简正模式分析表明，     

利用重力资料检测日本9.0级地震激发的地球自由振荡

利用格尔木基准地震台重力观测资料,检测到2011年3月11日日本东海岸9.0级特大地震激发0S0 ～0S40之间的球型自由振荡,其中有0S0、0S13、0S22、0S26、0S30共5个振型的观测频率值与理论频率值偏差近似为0.同时发现0S2、0S3振型有明显的谱线分裂现象,但是0S32、0S37振型未与周围噪音区分开,观测效果不明显.整体平均偏差约为0.10％,观测频率值与理论频率值有很好的相符,这不但说明了PREM模型理论的正确性,也说明了格尔木基准地震台重力资料质量的优良,研究结果对了解地球内部结构有一定的帮助.     

利用易县形变综合观测资料检测日本地震所激发的地球自由振荡

基于形变数字化观测资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对易县形变综合观测资料进行任何(固体潮及气压)改正的情况下,获取了2011年3月11日日本发生巨大地震激发的0S4～0S37基频球型自由振荡。并于PREM模型理论自由振荡的周期进行对比分析,得出实测周期与PREM预测振荡周期是相吻合,除0S10周期的相对误差为0.29%,其余周期误差均小于0.1%左右。所得的结论对进一步研究地球的内部结构和震源机制具有一定的意义。     

利用琼中台重力观测资料检测智利地震所激发的地球自由振荡

基于琼中PET重力仪的数字化观测资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对重力资料进行任何(固体潮、气压)改正的情况下,准确获取了2010年2月27日智利发生巨大地震激发的0S8～0S29基频球型自由振荡。并与PREM模型理论自由振荡的周期进行对比分析,实测周期与PREM预测振荡周期是相吻合的,除0S10周期的相对误差为0.28%,其余周期误差均小于0.1%。结论对进一步研究地球的内部结构和震源机制具有一定的意义。     

2000年6月4日印度尼西亚苏门答腊南部Ｍem>Ssub>8.0地震的震源机制

用全球地震台网的长周期地震仪记录到的远场体波,反演了2000年6月4日印度尼西亚苏门答腊南部ＭS8.0地震的矩张量解. 这个解比USGS、Harvard CMT和东京大学地震研究所得到的矩张量解更为合理.该地震矩张量的最佳双力偶分量为1.51021 Nm, 补偿线性矢量偶极分量为1.21020 Nm,爆炸分量为－5.91019 Nm. 震源机制主要是左旋走滑,带有很小的逆冲倾滑分量. 节面I走向为199, 倾角为82,滑动角为5;节面II走向为109, 倾角为85, 滑动角为172．P,倾角为2;T,倾角为10;B,倾角为80. 该地震的P波显示了明显的方向性效应. P波的这种多普勒效应表明,走向199的节面为断层面. 地震是从东北向西南方向单侧破裂的, 破裂传播方向几乎垂直于爪哇海沟走向.轴方位角为256轴方位角为64轴方位角为154     

地震和爆炸的P波层析成像——第二部分：由时频地震图得到的2004年苏门答腊-安达曼地震的断层破裂特征（英文）

本文分析了2004年12月26日苏门答腊-安达曼地震的宽频带地震图。目的是通过不同频率成分的子事件的发生时间了解断层的破裂过程。具体分析的是由相应宽频带地震记录得到的P波的时频地震图。分析结果说明,在S波到达前的时窗内发生了最大辐射强度的相应频率低于1 Hz的15次较大子事件,但在同样的时窗内,还发生了最大辐射强度的频...     

2004年印尼苏门答腊MW9.0地震前地震活动增强现象及其与地球自转的关系

选取2004年12月26日印尼苏门答腊M_W9.0地震的余震分布空间范围为研究区域,该区域位于缅甸小板块中部,纬度范围为2°N~15°N.根据USGS地震目录,研究了2004年印尼苏门答腊M_W9.0地震前地震频次的时空变化,并分析了地震活动与地球自转的关系.结果显示:1)在余震区域范围内,地震频次自2000年开始出现了明显的上升趋势变化,反映了地震活动的增强过程,临近地震发生前,地震频次有一定幅度的回落;2)通过地震频次空间扫描,发现震前在震中附近区域地震活动增强显著;3)在1990~2004年的15年中,单位时间内发生的地震数在地球自转季节性变化减速时段与加速时段之比值r_da在震前出现明显的上升过程:1998年~2002年r_da缓慢上升,2002年底r_da快速上升达最高值,之后,r_da呈现下降趋势,直至苏门答腊M_W9.0地震发生;4)2000年1月~2004年11月间,在纬度1°N~7°N的空间范围内的震中附近地区, 5.5级以上地震都发生在地球自转季节性变化减速时段内;5)地震活动累积年频次相对于其长期平均值的变化量ΔN与地球自转"十年起伏"变化关系表现为地球自转减速时ΔN上升,地震活动增强,加速时ΔN下降,地震活动减弱.这些现象并非偶然,可能预示着地球自转减速与苏门答腊M_W9.0地震之间存在着某种联系,这些结果对地震孕育过程的认识和地震预测研究具有一定的价值.     

2004年苏门答腊地震的几个断层滑动模型的全球同震位移对比

2004年苏门答腊大地震后,不同作者根据地震波和/或GPS观测,提出了不同的断层错动模型.在利用同震位移观测资料反演断层滑动模型时,由于使用半无限空间均匀介质模型或半无限空间分层介质模型,一般只能利用近场位移GPS观测约束,无法利用远场资料,这些模型有时差别颇大,如何区别这些模型的优劣是一个仍尚未解决的问题.本文采用等效体力有限元方法,在考虑地球球形和分层的条件下,对四个不同作者提供的2004年苏门答腊地震的断层滑动模型计算全球同震位移.由于采用了球形模型,所以不仅可以把四个模型的近场位移计算结果与GPS数据进行对比,而且可以把远场位移计算结果与GPS数据进行对比.我们发现,垂直位移对断层滑动模型的依赖性小于水平位移.四个模型计算的近场位移与GPS位移符合程度均较好,但是四个模型计算的远场位移与GPS位移符合情况有很大不同,其中Chlieh等（2007）模型在近场与远场符合程度均很好,是四个模型中最好的.另外还探讨了断层反演数据资料、断层几何模型以及地球模型对计算结果的影响.对于特大地震,全球同震位移观测与计算值吻合程度的好坏是衡量断层滑动模型的合理性的一个重要依据.     

2004年12月26日印尼北苏门答腊以西近海Ms9.0地震与地震的类临界点模型

使用哈佛CMT资料， 研究了2004年12月26日印尼北苏门答腊以西近海MW9.0地震前的长期地震活动. 这次地震前， 在1/4世纪的时间尺度、 1 500 km的空间尺度上， 存在加速矩释放（AMR）现象. 在这一空间尺度范围内，MW9.0地震仍落在分段的幂律分布上. 因此, 从地震的类临界点模型的角度考虑， 对这次特大地震的发生和地震的大小既无预测、 亦无预报的情况， 并非由物理上的ldquo;不可预测性rdquo;所致.