近日，精密測量院孫和平院士團(tuán)隊(duì)與中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）以及土耳其伊斯坦布爾工業(yè)大學(xué)合作，采用有限斷層反演方法和區(qū)域性慢度校正反投影方法，綜合利用大地測量和地震數(shù)據(jù)，揭示了2023年土耳其雙震發(fā)震斷層系統(tǒng)的幾何特性對斷層運(yùn)動學(xué)的控制作用，相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然 地球科學(xué)》（Nature Geoscience）上。 https://www.nature.com/articles/s41561-023-01283-3

　　斷層幾何如何控制地震的破裂行為是地震學(xué)的國際前沿?zé)狳c(diǎn)問題。巖石物理學(xué)實(shí)驗(yàn)、破裂動力學(xué)數(shù)值模擬與理論研究表明斷層性質(zhì)控制著地震破裂的起始、傳播和停止，而斷層的幾何形態(tài)是斷層性質(zhì)最直觀的表征。因此，聯(lián)合大地測量與地震觀測認(rèn)識斷層幾何復(fù)雜性和破裂運(yùn)動學(xué)的相互作用，對于理解地震破裂模式和評估地震災(zāi)害潛在風(fēng)險(xiǎn)具有重要的科學(xué)與現(xiàn)實(shí)意義。

　　2023年2月6日，在土耳其中南部卡赫拉曼馬拉什?。↘ahramanmara？）發(fā)生兩次強(qiáng)震，首先，一個Mw 7.8地震破裂了東安納托利亞走滑斷裂系統(tǒng)南部；9個多小時后，距其東北方向約97公里處，一個Mw 7.6地震事件發(fā)生在東安納托利亞走滑斷裂北段分支上。這兩次地震被稱為“卡赫拉曼馬拉什雙震”，共造成了5.9萬余人死亡，11萬余人受傷。斷層幾何在地震不規(guī)則多尺度破裂行為中的作用是強(qiáng)震研究的關(guān)鍵問題之一。

　　研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)斷層幾何復(fù)雜性是影響同震滑移分布、激發(fā)高頻輻射以及促進(jìn)超剪切破裂的關(guān)鍵因素，具體體現(xiàn)在兩個方面：

　　第一，發(fā)現(xiàn)了斷層彎曲和分支交界處對同震滑移分布以及高頻能量輻射的影響。土耳其雙震的主要滑移凹凸體被斷層彎曲分開，而強(qiáng)烈的高頻（~1 Hz）地震波輻射發(fā)生在斷層分支交界處附近（圖1）。這表明，斷層彎曲可能作為幾何障礙體減慢破裂的傳播，從而將高滑移區(qū)分開；而斷層分支交界處則容易激發(fā)強(qiáng)烈的高頻（~1 Hz）輻射，可能是因?yàn)榻唤缣幤屏巡ㄩL的異質(zhì)性相對較短。

　　第二，發(fā)現(xiàn)了超剪切破裂現(xiàn)象并討論了其潛在機(jī)制。地震的破裂傳播速度是一個關(guān)鍵的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，對于理解震源物理和地震災(zāi)害具有重要意義，特別是當(dāng)破裂速度超過了剪切波波速（Vs）時，為超剪切破裂。超剪切破裂較為稀少但通常會導(dǎo)致更大的破壞，因此研究地震破裂速度對于地震災(zāi)害評估至關(guān)重要。我們的研究發(fā)現(xiàn)在Mw 7.8地震的西南段斷層和Mw 7.6地震的西部斷層上存在超剪切破裂行為（圖1的藍(lán)色虛線橢圓），這些斷層段平直、光滑且余震相對較少，說明幾何結(jié)構(gòu)簡單的斷層段有利于超剪切破裂的傳播。此外，由于斷層兩側(cè)材料的差異，超剪切破裂更傾向于向P波速度較高材料的運(yùn)動方向傳播。

　　斷層幾何特征與地震破裂運(yùn)動學(xué)之間的空間關(guān)系

　　相關(guān)研究結(jié)果以“Geometric controls on cascading rupture of the 2023 Kahramanmara？ earthquake doublet”為標(biāo)題于2023年10月12日在《Nature》子刊《Nature Geoscience》發(fā)表。精密測量院為該項(xiàng)研究的第一單位；通訊作者為精密測量院副研究員郭汝夢；精密測量院博士后張一君、博士研究生湯雄偉和中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）博士研究生劉德川為共同第一作者；共同作者包括精密測量院孫和平院士和博士研究生王靖淇，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）鄭勇教授以及土耳其伊斯坦布爾工業(yè)大學(xué)Tuncay Taymaz教授和Tuna Eken教授。

　　該工作得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目、大地測量學(xué)與地球動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和武漢引力與固體地球潮汐國家觀測研究站開放基金的聯(lián)合資助。

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