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2012年4月11日印尼苏门答腊岛北部西海岸8级“双震”的发震构造

2012/4/13 19:42:39

2012年4月11日下午,在印度尼西亚苏门答腊岛北部西海岸,距达亚齐市西南约400公里的印度洋中发生了一次巨型地震,震中距离2004年9.2级巨震的震中仅250公里。据美国地质调查局的初步结果,该地震震级达到Mw 8.6,成为全球过去47年内排名前五的巨型地震之一(其他4个地震为:2004年亚齐9.2级地震,2005年北苏门答腊8.7级地震,2010年智利8.8级地震以及2011年日本9.0级地震)。

本次地震之前,该地区巨大地震的发震构造均为大洋向下俯冲的板块边界上“巨型逆冲断层”的运动所导致,那些巨大地震均造成了海底的垂直运动,从而导致强烈的海啸活动。而4月11日的地震却不一样。该地震是断裂两盘的水平而不是垂直相对运动。这些水平运动的断层称为走滑断层。如果这个初步估计是正确的,该地震将是有历史记录以来世界上最大的一次走滑型地震。

2012年4月11日Mw 8.6级地震是由印度-澳洲板块海底洋壳上的走滑断裂活动所造成,位于印度-澳洲板块和苏门答腊海岸sunda 板块之间的主俯冲带西南约100公里处。在此位置印度-澳洲板块相对于sunda板块每年以52mm的速率向北北东运动。

图1   Mw 8.6级地震位置,震源机制解与大洋磁性条带分布图在Google Earth中的叠加(来自Kerry Sieh)

尽管该地区走滑型地震稀少,但之前还是有一些走滑型地震发生。自从2004年12月苏门答腊9.1级大地震发生并导致苏门答腊巨型逆冲板块边界1300公里长破裂以来,印度-澳大利亚板块间的区域附近已发生三次走滑型大地震,分别为2006年4月19日Mw6.2级地震,2007年10月4日的Mw6.2级地震和2012年1月10日的Mw7.2级地震。其中有一个距离4月11日的地震仅有50公里。

从震源机制上来看,它们的破裂方式相似。这些地震事件也发生在印度和澳大利亚板块间发散变形边界上,大致沿着大洋的海底构造纹路展布。

图2  地震震区附近的板块构造图。红色五星标示M8.6级和M8.2级地震震中的大致位置(底图来自Royer and Gordon, 2012)

目前看来Mw 8.6级主震该地震的发震断层属于印度-澳大利亚大洋板块上Wharton洋中脊的众多近南北走向的系列转换断层之一,破裂面与Ninety east海岭平行。这些转换断层形成了印度板块和澳大利亚板块间的发散变形构造边界。发震地区构造较为复杂,位于索马里板块、南极板块和澳大利亚板块交汇的印度洋罗德里格斯三联点。这三个板块间的相对运动不能用传统的刚性板块方式来解释,现今的变形模式表明这三个板块之间的边界包括两个没有连接的扩张区域以及一个更大的区域。4月11日的双震就发生在三个发散式汇聚板块边界组合成的一个一个发散式三联点区域。

余震条带沿着NNE 和NWW两个方向,目前最大余震Mw 8.2在主震两个小时后发生,震中位于两个余震条带的交汇部位。

地震发生后,全球的地球物理学家有多个研究小组利用地震台站的震波记录反演地震破裂的过程。

Link 1 :http://www.itpcas.cas.cn/xwzx/zhxw/201204/t20120412_3554553.html

Link 2:http://www.geol.ucsb.edu/faculty/ji/big_earthquakes/2012/04/10/sumatra.html

Link3:http://www.seismology.harvard.edu/research_sumatra2012.html

目前的震波反演结果仍然属于初始模型,与数据的拟合程度有待提高。但总之,地震破裂过程较复杂,主震中可能有多个平行的断裂参与破裂。Mw 8.2级强余震的破裂过程如何,主震与该强余震的关系如何有待进一步研究。