我院博士研究生在GJI上发表文章:基于历史影像的1976年Ms 7.3级土耳其地震同震形变的再分析

发布人:黄荣

       研究陆内强震对我们理解活动构造以及评估未来地震风险非常重要。地震研究的要点在于准确获取地震的震级、滑动分布、滑动历史等特征。自上世纪90年代以来,随着大地测量与遥感技术的发展,我们可以方便、准确地获取地震的同震形变场,以进一步研究地震的滑动特征。但是对于90年代以前的地震,由于遥感数据的缺乏,历史地震的研究受到了限制。美国锁眼(KeyHole,KH)卫星数据的公开解决了数据匮乏的难题,为我们研究70~90年代的历史地震提供了可能。我院周宇老师、博士研究生卢乐浚发展了利用历史遥感影像准确厘定地震形变的新方法,并将其应用到土耳其Chaldiran地震的研究。

1976年11月24日,位于土耳其东部的Chaldiran城镇发生了一次Ms 7.3级的右旋走滑型地震(震中位置39.10°N,44.02°E,图1),造成超过4000人员伤亡。由于这次地震处于阿拉伯板块与欧亚板块交接地带,其发震断层Chaldiran断层被认为是调节板块间持续变形的主要断层之一。目前已有的研究主要是根据野外调查观测开展的,仅能关注地表破裂特征,对断层滑动特征研究较少。另外,Chaldiran断层的现今滑动速率也有较大争议。GPS观测表明该断层的滑动速率高达8-12 mm/yr,而基于地貌位错和地质测年结果得到的滑动速率为3.3±0.2 mm/yr,二者存在较大差别,因此断层的实际活动速率仍需进一步确定。

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图1. 1976年Ms 7.3级土耳其Chaldiran地震的构造背景图

结合多种KH历史影像和现代Pleiades卫星立体影像,作者利用亚像元互相关匹配算法提取了Chaldiran地震的同震形变场(图2)。利用弹性位错模型和跨断层提取的位移剖面,反演确定了沿断层走向的同震滑动分布,平均右旋滑动量约为3.9 m(图3),大于前人在野外测量的地表位错(约3.0 m)。该结果表明断层总形变(3.9 m)可能是由近断层滑动(3.0 m)以及远断层形变(约为近断层滑动的30±16%)两部分组成的。

图示

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图2. 1976年Ms 7.3级Chaldiran地震的同震形变场

图3. 1976年Chaldiran地震断层平行向位错与同震滑动分布

 

为进一步确定Chaldiran的滑动速率,作者测量了两处保存良好的累积断错地貌,发现在过去几个地震周期中地震的水平位错与垂直位错的比值保持一致(图4)。根据这一致的位错比值,以及前人在野外测量分析得到的位错丛集,共同推断出Chaldiran断层在晚第四纪期间具有较为稳定的活动特征。与此同时,综合分析该区域已有的地球物理和地质观测结果,认为地质速率能更好地反映该断层的现今滑动速率,而GPS观测的滑动速率可能偏高。作者认为GPS速率偏高的原因是,GPS观测无法区分Chaldiran断层及邻近活动断层的运动,导致GPS速率中可能包含有邻近断层的运动。

 

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图4. 累积断错地貌的位错测量结果

上述研究发表链接如下:

L. Lu & Y. Zhou (2023). Coseismic deformation of the 1976 Ms 7.3 Chaldiran earthquake in eastern Turkey measured by satellite imagery, in comparison with field measurements. Geophysical Journal International, 234(2): 1342–1354. https://doi.org/10.1093/gji/ggad136.

图文:卢乐浚

校稿:周宇

初审:黄荣

审核:张照

审核发布:段建军