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亚洲特大地震进入活跃期:北印度洋苏门答腊特大地震的统计规律
吉林大学:杨学祥,杨冬红
关键提示
印度洋海啸发生的频率远低于太平洋,但2000年以来全球因地震引发的10个重大海啸有3个发生在印度洋区域.苏门答腊和莫克兰俯冲带是北印度洋中地震海啸活动较活跃的两个区域.在苏门答腊俯冲带北端,2004年12月26日和2005年3月28日分别发生了里氏9.0级和8.6级大地震,是1961年以来的第2及第4强震.前者引发了最大爬高50.9m的海啸,造成了历史上最大的海啸灾难;后者却只引发了最大4m的爬高.位置相近,震源机制相似的两次地震引发的海啸灾害完全不同的原因非常值得研究.近期研究表明莫克兰俯冲带的地震活动分为东西两段,东段的地震活动明显多于西段.东段于1945年发生过大海啸,莫克兰西段或是全段俯冲带未来是否会发生大地震与海啸值得深入探讨研究.
莫克兰俯冲带是全球俯冲带的端元代表:超低的俯冲角度(2-3°)、超厚的俯冲沉积物(高达7.5公里)和超宽的增生楔(超过400公里)。莫克兰俯冲带历史上大地震多发,最近的1945年Mw 8.1级大地震还触发了海啸,造成大约4000人死亡。由于该俯冲带的地质构造独特、历史地震记录不全、国际上针对该区域的调查研究相对较少,目前对于其大地震机理、同震形变和海啸特征等知之甚少。
2017年,在莫克兰东部海域Pasni地区发生了一次Mw 6.3级地震事件,为回答以上问题提供了契机。该地震是继1945年Mw 8.1地震以来该区发生的最大地震,而且该地震有较好的现今地质、地球物理和大地测量等数据覆盖,研究2017年Mw 6.3级地震为揭示莫克兰俯冲带的强震和海啸机理提供了关键途径。
2018年,林间团队领导实施了中国-巴基斯坦首次印度洋联合考察航次,采集了丰富的海底观测资料。基于这些资料,团队综合分析了多源的多波束地形、多道地震剖面、天然地震、震源机制、InSAR和潮位站等数据,并通过构造解析、形变反演、海啸模拟、应力计算和构造建模等手段,定量研究了2017年Pasni地震的成因机制、海啸特征及区域未来大地震风险。
研究结果表明,2017年地震发生在低角度(3-4°)的板块边界大断裂(megathrust)上;地震在大断裂上产生了最大15cm的同震滑动,导致地表发生2-4 cm的垂直形变;地震罕见地触发了5cm波高的海啸;2017地震破裂与1945大地震破裂部分重合,并且对自1765年以来未破裂的区域产生了明显的应力扰动,因此很可能会促进未来大地震的产生。
该成果揭示了莫克兰俯冲带东段的大地震风险,对于“一带一路”和“中巴经济走廊”的海洋防灾减灾具有重要意义。
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/8/484566.shtm
据中巴首次北印度洋联合考察首席科学家林间介绍,莫克兰海沟是阿拉伯板块、印度板块和欧亚板块的交汇之地,莫克兰俯冲带就位于巴基斯坦和伊朗的近海。
根据历史文字记载及有限的数据记录,莫克兰俯冲带大约每100到250年就会发生一次8.0级以上的地震。历史上,莫克兰俯冲带曾发生过6次地震海啸。
http://news.sina.com.cn/o/2018-01-17/doc-ifyqtycw9096240.shtml
2018年,林間團隊領導實施的中國-巴基斯坦首次印度洋聯合考察航次,采集了豐富的觀測資料,包括多道地震、海底地震記錄、高精度多波束地形等。基於該航次數據,研究團隊通過綜合分析多源地球物理數據,包括地形地貌、斷層結構、InSAR、Slab2.0模型等,提出了一系列地震滑移新模型,並模擬其產生的海嘯觸發、傳播及陸侵的動力特徵,定量評估了中-巴經濟走廊重鎮瓜達爾港區域的海嘯風險。
研究結果表明:莫克蘭俯衝帶區域的斷層在過去170年來已經累積的能量相儅於地震震級Mw 8.1-8.4,在瓜達爾港沿岸地區可產生超過2米的海嘯波;與板塊交界面上的地震相比,上板塊增生楔外緣的曡瓦狀斷層上產生的地震能觸發更高波幅的海嘯,引起更大的海嘯災害;如果特大地震的破裂區延伸到俯衝前沿區域,很可能會激活這些曡瓦狀斷層,進一步放大莫克蘭海溝區域的海嘯災害。
該研究成果將為“一帶一路”沿岸國家的防災、減災提供重要的科學數據。
https://tw.weibo.com/2427364747/LDLcznHSi
北印度洋苏门答腊和莫克兰俯冲带地震的统计规律
2000-2035年为拉马德雷冷位相时期,亚洲发生了5次8.5级以上特大地这,南美洲智利发生了一次8.8级地震。其中,印尼苏门答腊8.5级以上地震在2004、2005、2007、2012年连续发生,2017年,在莫克兰东部海域Pasni地区发生了一次Mw 6.3级地震事件。莫克兰俯冲带历史上大地震多发,最近的1945年Mw 8.1级大地震还触发了海啸,处于1925-1945年拉马德雷暖位相和1946-1977年拉马德雷冷位相交接时段。
2020-2022年全球高温干旱对应全球大震高峰
1889年以来,全球大于等于8.5级的地震共24次。在1889-1924年“拉马德雷”“冷位相”发生6(国外数据:2)次,在1925-1945年“拉马德雷”“暖位相”发生1(1)次,在1946-1977年“拉马德雷”“冷位相”发生11(7)次,在1978-2003年“拉马德雷”“暖位相”发生0次,在2004-2012年“拉马德雷”“冷位相”已发生6次。
规律表明,拉马德雷冷位相时期是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年进入了拉马德雷冷位相时期,2000-2030年是全球强震爆发时期和低温期,2004-2018年为特大地震集中爆发时期。我们在2005年和2008年就做出了准确的预测。
表1 1890年以来特大地震和PDO冷位相对应关系
年代 | 8.5级以上地震次数 | 全球9级以 上地震次数 | PDO时间位相 | 气候冷暖 | |
全球 | 中国 | ||||
1890-1924 | 6(4) | 1 | 0 | 1890-1924冷 | 低温期 |
1925-1945 | 1(1) | 0 | 0 | 1925-1946暖 | 温暖期 |
1946-1977 | 11(7) | 1 | 4 | 1957-1976冷 | 低温期 |
1978-1999 | 0(0) | 0 | 0 | 1977-1999暖 | 温暖期 |
2000-2030 | 6(6) | 0? | 2 | 2000-2030冷 | 极端低温事件频发,低温期? |
注: 括号内为1900年以来国外数据,?表示预测。7.5级的西西里岛大地震于1908年12月28日发生在意大利的西西里岛和卡拉布里亚之间的墨西拿海峡的海底,处于1890-1924年拉马德雷冷位相时期。2000-2035年为拉马德雷冷位相时期,亚洲发生了5次8.5级以上特大地这,南美洲智利发生了一次8.8级地震。其中,印尼苏门答腊8.5级以上地震在2004、2005、2007、2012年连续发生,2017年,在莫克兰东部海域Pasni地区发生了一次Mw 6.3级地震事件。莫克兰俯冲带历史上大地震多发,最近的1945年Mw 8.1级大地震还触发了海啸,处于1925-1945年拉马德雷暖位相和1946-1977年拉马德雷冷位相交接时段。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-24736.html
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http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-885530.html
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7.5级的西西里岛大地震于1908年12月28日发生在意大利的西西里岛和卡拉布里亚之间的墨西拿海峡的海底 。对欧洲来说它的损失仅次于1755 年里斯本大地震。它使墨西拿城98%的房屋遭到破坏,死亡人数不少于4万。 墨西拿是西西里岛第三大城市,位于该岛东北端,隔墨西拿海峡与意大利本土相望。
1889年以来,全球大于等于8.5级的地震共24次。在1889-1924年“拉马德雷”“冷位相”发生6(国外数据:2)次,在1925-1945年“拉马德雷”“暖位相”发生1(1)次,在1946-1977年“拉马德雷”“冷位相”发生11(7)次,在1978-2003年“拉马德雷”“暖位相”发生0次,在2004-2012年“拉马德雷”“冷位相”已发生6次。
规律表明,拉马德雷冷位相时期是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年进入了拉马德雷冷位相时期,2000-2030年是全球强震爆发时期和低温期,2004-2018年为特大地震集中爆发时期。我们在2005年和2008年就做出了准确的预测。
强震与全球气候变化关系的地球物理解释是:全球变暖导致的海平面上升,破坏了地壳的重力均衡,引起加载的海洋地壳均衡下沉(如同轮船加载,吃水线加深一样),由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面,从而将会引发全球变冷;全球变冷导致海洋100-200m海水层变为两极2000m厚的冰盖,将地壳压扁,形成赤道圈最大的径向张裂,喷出岩浆,形成海洋锅炉效应,导致全球变暖。这就是大自然的自调节作用[9-11]。
根据地质学的地壳均衡理论(单位均衡面上的物质柱体质量相等),大陆冰盖融化,负载减少,大陆地壳要均衡上升;海平面上升,负载增大,海洋地壳要均衡下降。斯堪的纳维亚半岛在1万年前有2000米厚的冰盖融化,已经均衡上升了500米,并将继续上升200米。同样,全球平均海平面上升了130米,洋壳均衡下降了43米(地壳与水的密度比大约为3:1)。所以,斯堪的纳维亚半岛并没有因为海平面上升而被淹没。对于没有冰盖的大陆,海平面的实际上升仅87米,减少了三分之一。洋壳下降挤压下方岩浆流向大陆地壳底部,使沿海大陆均衡上升。由于地球表面是球面,洋壳下降,球面半径缩小,洋壳将插入到大陆地壳之下,使大陆边缘受到挤压和抬升。
气候变化导致的冰川期与温暖期交替,形成地表巨量海水(大约100-200米深海水层变化)在两极冰盖、大陆冰川和大洋海盆之间往返转移,相应的地壳均衡运动迫使地下软流层发生反向流动,推动地壳运动,达到地壳重力均衡。在地球的球面上,地壳均衡不仅能产生地壳的垂直运动,而且能产生地壳水平运动[9]。
全球变暖导致的地震活动增强并没有引起气象学家的重视,他们只注意气象变化,忽视了构造运动导致的更严重的灾害:海平面上升只能淹没沿海地区,地震灾难将遍及环太平洋地震带和欧亚地震带,内陆和青藏高原也不能幸免。
根据20世纪80年代以来的全球变暖速度和规模,2000-2030年拉马德雷冷位相时期的地震强度将明显高于1947-1976年拉马德雷冷位相时期,目前特大地震数量刚刚持平,强度还相差很多,今后三年会更加强烈。
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-902812.html
最近的统计分析表明,特大地震活跃期是拉马德雷冷位相和月亮赤纬角周期叠加的结果,一般发生在拉马德雷冷位相时期的前19年,从月亮赤纬角最大值时期开始,在月亮赤纬角最小值时期结束,历时18.6年,约为19年(见表3)。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1226754.html
表2 1890-2012年全球8.5级以上地震、月亮赤纬角极值与拉马德雷冷位相的对应性
序号 | 地震时间 | 地震地点 | 震级 | 拉马德雷 | 月亮赤纬角 |
1895-1897 | 发生1次 | 冷位相 | 最大值 | ||
1 | 1896-06-15 | 日本 | 8.5 | 冷位相 | |
1904-1906 | 发生1次 | 冷位相 | 最小值 | ||
2 | 1906-01-31 | 厄瓜多尔 | 8.8 | 冷位相 | |
1913-1915 | 未发生 | 冷位相 | 最大值 | ||
1922-1924 | 发生2次 | 冷位相 | 最小值 | ||
3 | 1922-11-11 | 智利 | 8.5 | 冷位相 | |
4 | 1923-02-03 | 俄罗斯堪察加半岛 | 8.5 | 冷位相 | |
1931-1932 | 未发生 | 暖位相 | 最大值 | ||
5 | 1938-02-01 | 印尼班大海 | 8.5 | 暖位相 | |
1940-1942 | 未发生 | 暖位相 | 最小值 | ||
1950-1952 | 发生2次 | 冷位相 | 最大值 | ||
6 | 1950-08-15 | 中国西藏 | 8.6 | 冷位相 | 最大值 |
7 | 1952-11-04 | 俄罗斯堪察加半岛 | 9.0 | 冷位相 | 最大值 |
8 | 1957-03-09 | 阿拉斯加 | 8.6 | 冷位相 | |
1959-1960 | 发生1次 | 冷位相 | 最小值 | ||
9 | 1960-05-22 | 智利 | 9.5 | 冷位相 | 最小值 |
10 | 1963-10-13 | 俄罗斯库页岛 | 8.5 | 冷位相 | |
11 | 1964-03-27 | 阿拉斯加威廉王子湾 | 9.2 | 冷位相 | |
12 | 1965-02-04 | 阿拉斯加 | 8.7 | 冷位相 | |
1968-1970 | 未发生 | 冷位相 | 最大值 | ||
1977-1979 | 未发生 | 暖位相 | 最小值 | ||
1986-1988 | 未发生 | 暖位相 | 最大值 | ||
1995-1997 | 未发生 | 暖位相 | 最小值 | ||
2005-2007 | 发生3次 | 冷位相 | 最大值 | ||
13 | 2004-12-26 | 印尼苏门答腊 | 9.1 | 冷位相 | 最大值 |
14 | 2005-03-28 | 印尼苏门答腊 | 8.6 | 冷位相 | 最大值 |
15 | 2007-09-12 | 印尼苏门答腊 | 8.5 | 冷位相 | 最大值 |
16 | 2010-02-27 | 智利 | 8.8 | 冷位相 | |
17 | 2011-03-11 | 日本 | 9.0 | 冷位相 | |
18 | 2012-04-11 | 印尼苏门答腊 | 8.6 | 冷位相 | |
2014-2016 2023-2025 2032-2034 2041-2043 | 未发生 概率最大 概率大 概率最小 | ? | 冷位相 冷位相 冷位相 暖位相 | 最小值 最大值 最小值 最大值 |
注:7.5级的西西里岛大地震于1908年12月28日发生在意大利的西西里岛和卡拉布里亚之间的墨西拿海峡的海底,处于1890-1924年拉马德雷冷位相时期。2000-2035年为拉马德雷冷位相时期,亚洲发生了5次8.5级以上特大地这,南美洲智利发生了一次8.8级地震。其中,印尼苏门答腊8.5级以上地震在2004、2005、2007、2012年连续发生,2017年,在莫克兰东部海域Pasni地区发生了一次Mw 6.3级地震事件。莫克兰俯冲带历史上大地震多发,最近的1945年Mw 8.1级大地震还触发了海啸,处于1925-1945年拉马德雷暖位相和1946-1977年拉马德雷冷位相交接时段。
https://en.wikipedia.org/wiki/Lists_of_earthquakes
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-970946.html
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1226754.html
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1276175.html
中新网1月21日电 据“中央社”报道,日前,印度气象局的研究显示,印度过去19年来气温显著升高,其中2000年是导致气候变暖的转折点,进而引发近年的天灾。如果不控制温室气体排放,印度到2040年将面临灾难性后果。
印度气象局(IMD)最新《印度2018年气候声明》报告指出,印度近年天然灾害明显增加,包括2018年克勒拉省的洪水及北部出现的沙尘暴,都与2000年以来的气温显著升高有关。印度气象局这份报告把19年来印度气温明显增加及气候变化联系起来,发现印度的变暖趋势与全球变暖模式类似。
根据世界气象组织(WMO)的《2018年全球气候概况》报告,地表气温从2000年以来出现气温上升最快趋势,20个“最热”的一年都出现在过去22年间。来自印度政府及独立机构的科学家警告,如果不控制温室气体排放,预计到2040年,印度的气温将上升1.5摄氏度,可能影响印度的农业,对沿海地区也将造成危害,且将使一些物种灭绝。
数据表明,2004-2012年全球进入特大地震活跃期,与2000-2012年全球气温快速上升密切相关。
2022年4月29日,世界气象组织发文称,酷热正席卷印度和巴基斯坦的大部分地区,影响着这个世界上人口最稠密地区之一的数亿人。
据世界气象组织,印度气象部门表示,4月28日大部分地区的最高气温达到了43-46摄氏度,这种高温将持续到5月2日。
巴基斯坦也出现了类似的温度。巴基斯坦气象部门表示,在该国的大部分地区,白天的温度可能比正常温度高5摄氏度至8摄氏度。该部门警告说,在吉尔吉特-巴尔蒂斯坦和开伯尔-普赫图赫瓦的山区,异常的高温会加速冰雪融化,并可能在脆弱地区引发冰湖溃决洪水或山洪暴发。空气质量已经恶化,大片土地面临极度的火灾危险。
今年,印度出现了有史以来最热的3月,平均最高气温为33.1摄氏度,比长期平均气温高出1.86摄氏度。巴基斯坦也记录了至少60年来最热的3月,许多气象站打破了纪录。 譬如,巴基斯南部城市土尔巴特(Turbat)在2017年5月28日就记录了世界第四高的温度——53.7摄氏度。
世界气象组织表示,预计21世纪印度季风季节前的热浪频率、持续时间、强度和覆盖面积将大幅增加,而热浪是由高压系统触发的。
世界气象组织并解释道,在季风季节前,印度和巴基斯坦都经常出现高温,尤其是在5月。但热浪发生在4月的情况,不太常见。
世界气象组织表示,将印度和巴基斯坦的极端高温仅仅归因于气候变化还为时过早。然而,这与该组织对气候变化的预期是一致的。热浪比过去更频繁、更强烈、开始得更早。
政府间气候变化专门委员会在其第六次评估报告中说,本世纪南亚的热浪和湿热压力将更加强烈和频繁。印度地球科学部最近发布了一份关于印度气候变化的公开出版物。它用了整整一章来讨论温度变化。
1951年至2015年期间,印度极端温暖天气的频率增加,在1986年至2015年的近30年期间,变暖趋势加速(高度可信)。自1986年以来,最热的一天、最热的一夜和最冷的一夜都出现了显著的变暖。
印度季风季节前的热浪频率、持续时间、强度和覆盖面积预计在21世纪将显著增加(高度可信)。
据第一财经5月1日报道,当地时间30日,印度气象局预测,5月,印度北部和西部地区的气温可能高达50摄氏度,对作物和工业活动产生不利影响,这一读数已经接近印度122年来最高水平了。
https://new.qq.com/rain/a/20220502A0056500
我们讨论了全球增温与特大地震的对应关系,也讨论了中国增温与8级以上地震对应关系,还讨论了美国高温山火与地下热能的对应关系。
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1336488.html
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1336337.html
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1336236.html
世界气象组织表示,将印度和巴基斯坦的极端高温仅仅归因于气候变化还为时过早。
事实上,印度高温与全球特大地震活跃期有很好的对应关系: 1951年至2015年期间,印度极端温暖天气的频率增加,对应1950-1965年特大地震活跃期(对应8.5级特大地震7次)和2004-2012年(对应8.5级特大地震6次)特大地震活跃期;在1986年至2015年的近30年期间,变暖趋势加速(高度可信)。自1986年以来,最热的一天、最热的一夜和最冷的一夜都出现了显著的变暖(对应8.5级特大地震6次,见表1-3)。
2022年 4月29日,世界气象组织发文称,酷热正席卷印度和巴基斯坦的大部分地区,影响着这个世界上人口最稠密地区之一的数亿人。
据世界气象组织,印度气象部门表示,2022年4月28日大部分地区的最高气温达到了43-46摄氏度,这种高温将持续到5月2日。
巴基斯南部城市土尔巴特(Turbat)在2017年5月28日就记录了世界第四高的温度——53.7摄氏度。
2023-2025年月亮赤纬角最大值和2024-2025年太阳黑子峰值可能进入新的特大地震活跃期。
全球已经进入超级灾难期:火灾、水灾、蝗灾、雪灾、新冠、高温、干旱、地震,从我们撕去2019年最后一张日历开始,深陷绝境的体验也拉开序幕。墨西哥、美国、新西兰、日本,在今年6月几乎同时爆发地震,恐引来海啸。北半球盛夏将至,中国、新西兰又遇到罕见水灾,在这个病毒肆虐的时候,你是选择待在家里还是到外面逃难呢…
早就有人说道,2020年是一个多灾多难的一年。
我们在2007年中国首届灾害链学术研讨会论文集上指出,近期科学研究的一系列成果揭示了冷气候、台风、强潮汐、禽流感世界大流行和强震相互对应的规律和物理机制,对气候及其相关灾害的预测有重大科学意义。规律表明,在拉马德雷冷位相时期,全球强震、低温、飓风伴随拉尼那、禽流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈。印尼地震海啸发出了自然界对人类的警告:拉马德雷冷位相时期的灾害链已经启动,人们必须有所准备。8年的科研实践正在验证这一理论预测[1]。
2016-2020年气象灾害、地质灾害和经济灾害进入集中爆发时期,对京津冀地区发展有重大影响,我们称之为气象-地震-经济超级灾害链。
大自然已经发出警告:超级灾害链来了!
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1303908.html
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1327115.html
根据汤懋苍的地热涡理论和耿庆国的旱震理论,地下热能的异常释放同样会导致干旱、高温和地震。2006年重庆干旱高温和2008年四川汶川8级地震就是证据。
2022年全球创纪录高温干旱是全球大震发生的前兆。
2005-2007年月亮赤纬角最大值时期印尼苏门答腊梁旭发生3次8.5级以上地震。2023-2025年月亮赤纬角最大值期间,北印度洋苏门答腊和莫克兰俯冲带发生特大地震的可能性最大,因为2000-2035年拉马德雷冷位相时期是亚洲特大地震最活跃时期,全球爆发的6次8.5级以上特大地震,亚洲就发生了5次。
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1336966.html
相关报道
北印度洋苏门答腊和莫克兰俯冲带地震海啸综述
来自 钛学术
作者:赵旭,徐敏,曾信,林间
摘要:印度洋海啸发生的频率远低于太平洋,但2000年以来全球因地震引发的10个重大海啸有3个发生在印度洋区域.苏门答腊和莫克兰俯冲带是北印度洋中地震海啸活动较活跃的两个区域.在苏门答腊俯冲带北端,2004年12月26日和2005年3月28日分别发生了里氏9.0级和8.6级大地震,是1961年以来的第2及第4强震.前者引发了最大爬高50.9m的海啸,造成了历史上最大的海啸灾难;后者却只引发了最大4m的爬高.位置相近,震源机制相似的两次地震引发的海啸灾害完全不同的原因非常值得研究.近期研究表明莫克兰俯冲带的地震活动分为东西两段,东段的地震活动明显多于西段.东段于1945年发生过大海啸,莫克兰西段或是全段俯冲带未来是否会发生大地震与海啸值得深入探讨研究.收起
关键词:北印度洋 海啸 地震 莫克兰俯冲带 苏门答腊俯冲带 古海啸研究
DOI:10.11978/2016121
北印度洋莫克兰俯冲带东段的大地震风险获揭示
作者:朱汉斌 李淑 来源:中国科学报 发布时间:2022/8/19 11:14:00
近日,中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室林间团队在北印度洋莫克兰俯冲带强震海啸机理方面取得重要研究进展。相关研究发表于《国际地球物理杂志》(Geophysical Journal International)。杨晓东研究员为该论文第一作者,邱强研究员为通讯作者。
莫克兰俯冲带是全球俯冲带的端元代表:超低的俯冲角度(2-3°)、超厚的俯冲沉积物(高达7.5公里)和超宽的增生楔(超过400公里)。莫克兰俯冲带历史上大地震多发,最近的1945年Mw 8.1级大地震还触发了海啸,造成大约4000人死亡。由于该俯冲带的地质构造独特、历史地震记录不全、国际上针对该区域的调查研究相对较少,目前对于其大地震机理、同震形变和海啸特征等知之甚少。
2017年,在莫克兰东部海域Pasni地区发生了一次Mw 6.3级地震事件,为回答以上问题提供了契机。该地震是继1945年Mw 8.1地震以来该区发生的最大地震,而且该地震有较好的现今地质、地球物理和大地测量等数据覆盖,研究2017年Mw 6.3级地震为揭示莫克兰俯冲带的强震和海啸机理提供了关键途径。
2018年,林间团队领导实施了中国-巴基斯坦首次印度洋联合考察航次,采集了丰富的海底观测资料。基于这些资料,团队综合分析了多源的多波束地形、多道地震剖面、天然地震、震源机制、InSAR和潮位站等数据,并通过构造解析、形变反演、海啸模拟、应力计算和构造建模等手段,定量研究了2017年Pasni地震的成因机制、海啸特征及区域未来大地震风险。
研究结果表明,2017年地震发生在低角度(3-4°)的板块边界大断裂(megathrust)上;地震在大断裂上产生了最大15cm的同震滑动,导致地表发生2-4 cm的垂直形变;地震罕见地触发了5cm波高的海啸;2017地震破裂与1945大地震破裂部分重合,并且对自1765年以来未破裂的区域产生了明显的应力扰动,因此很可能会促进未来大地震的产生。
该成果揭示了莫克兰俯冲带东段的大地震风险,对于“一带一路”和“中巴经济走廊”的海洋防灾减灾具有重要意义。
相关研究工作得到了中国-巴基斯坦地球科学研究中心、中国科学院前沿科学重点研究项目、中国科学院国际伙伴计划项目、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项、国家自然科学基金等项目的资助。
相关论文信息:https://doi.org/10.1093/gji/ggac257
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/8/484566.shtm
2018年01月17日 20:54 新华网
新华社“实验3”号1月17日电 通讯:探秘北印度洋莫克兰海沟
新华社记者张建松
自从跟随中科院南海所“实验3”号科考船来到北印度洋莫克兰海沟,这片神秘而陌生的海域就给记者留下了深刻印象。船在作业航行过程中,海鸟一路相伴随行,不时可见一群海豚跃出海面。远远望去,它们灵巧曼妙的黑色身影,在平静的海面上激起小小浪花。
在“实验3”号15日航经的一片海域,记者看见大量黄绿色的海藻,铺满了海面的波峰浪谷,几乎将靛蓝色的海水,染成了丝丝缕缕的墨绿色。随后,海水中出现了无数只白色小水母。起初,还只是星星点点,后来越来越多,最后几乎是密密麻麻了。船航行了约10分钟后,突然就一只也看不见了。
对于正在开展中国和巴基斯坦首次北印度洋联合考察的科学家们来说,海水覆盖下的莫克兰海沟更为神秘。它堪称全球最浅的海沟之一,最深处仅3000多米。
莫克兰海沟是印度-欧亚板块碰撞带的一部分,属地震活跃地带。由于历史原因,目前全球科学家对莫克兰海沟的研究并不多,人们对神秘复杂的莫克兰俯冲带知之甚少。
俯冲带通常指大洋板块俯冲于大陆板块之下的构造带。
据中巴首次北印度洋联合考察首席科学家林间介绍,莫克兰海沟是阿拉伯板块、印度板块和欧亚板块的交汇之地,莫克兰俯冲带就位于巴基斯坦和伊朗的近海。根据历史文字记载及有限的数据记录,莫克兰俯冲带大约每100到250年就会发生一次8.0级以上的地震。历史上,莫克兰俯冲带曾发生过6次地震海啸。
莫克兰地区最早有文字记载的海啸发生在公元前326年11月。亚历山大大帝的马其顿舰队在探索一条返回希腊的航线时,潮位急剧下降,3艘船只搁浅并完全暴露在浅滩,剩余的船只急速驶向深水区。当海水再次到来时,驶向深水区的船只又被推回到3艘搁浅船只所在的位置。
专家分析认为,正常的潮汐无法摧毁一个军事舰队。这次事件可能是一次突发海啸导致的,且引发海啸的地震震级在7.0到8.0级之间。
莫克兰地区最近一次海啸事件发生在1945年11月27日。莫克兰俯冲带的东部区域发生了8.1级地震,地震造成的人员死亡少于300人,但地震随后引发的海啸造成4000多人死亡。
“在地震活动性上,莫克兰俯冲带可以分为多段,东西两侧均存在可能引发海啸的沿海大地震断层带。然而莫克兰的历史地震记录有限,所以需用最新的现代科学数据来评估未来的地质灾害风险,”林间说,“这不仅是重要的国际前沿地质科学问题,还直接关系到巴基斯坦沿岸港口地区海上安全。”
在科学家眼里,莫克兰海沟里的沉积物也很有“故事”。“与马里亚纳海沟里几乎没有沉积物不同,莫克兰海沟里的沉积物非常深厚。按照一般推论,沉积物比较松软,应该不容易发生地震。但事实并非如此,这就令人非常好奇,”参与相关研究的香港中文大学杨宏峰教授说。
目前,“实验3”号正在莫克兰海沟海域展开紧张的海洋地质、海洋物理、海洋化学、海洋生物、微生物等多学科综合考察。船尾后甲板的各种机器轰鸣声,夜以继日。考察队已分为地震实验组、构造地质与走航地球物理组、沉积采样组、海水采样生物组、物理海洋组。中巴考察队员一起值班,昼夜作业。
“这是我们第一次在莫克兰海沟开展海底地震仪和多道地震的海洋地质调查,也是我第一次使用这样先进的调查设备。非常高兴能和中国朋友们一起工作,相信能学习到很多新知识和新方法,同时也能获得宝贵的科学数据,用以研判莫克兰海沟的地震海啸风险。”巴基斯坦国家海洋研究所科学家赛义德·瓦西姆·海德尔说。
http://news.sina.com.cn/o/2018-01-17/doc-ifyqtycw9096240.shtml
【莫克蘭俯衝帶大地震和海嘯風險研究獲重要進展】近日,中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室(OMG)特聘研究員林間團隊在西北印度洋莫克蘭俯衝帶的地震和海嘯災害評估方面取得重要研究進展。相關研究http://t.cn/A6an9tMu
發表於《構造地球物理學》(Tectonophysics)。OMG研究員邱強為該論文第一作者,南方科技大學副教授周志遠為通訊作者。
莫克蘭俯衝帶發育有超厚的沉積物(超過7公里)、超寬的增生楔結構(超過400公里)和全球最緩的俯衝角度(接近水平),是攻關超低俯衝動力學過程的天然實驗室。曆史上該區域曾多次爆發大地震,是地震和海嘯災害風險最高的區域之一。然而,由於曆史地震記錄不全,目前對該俯衝帶的地震破裂模式和海嘯傳播特徵尚不清楚。
2018年,林間團隊領導實施的中國-巴基斯坦首次印度洋聯合考察航次,采集了豐富的觀測資料,包括多道地震、海底地震記錄、高精度多波束地形等。基於該航次數據,研究團隊通過綜合分析多源地球物理數據,包括地形地貌、斷層結構、InSAR、Slab2.0模型等,提出了一系列地震滑移新模型,並模擬其產生的海嘯觸發、傳播及陸侵的動力特徵,定量評估了中-巴經濟走廊重鎮瓜達爾港區域的海嘯風險。
研究結果表明:莫克蘭俯衝帶區域的斷層在過去170年來已經累積的能量相儅於地震震級Mw 8.1-8.4,在瓜達爾港沿岸地區可產生超過2米的海嘯波;與板塊交界面上的地震相比,上板塊增生楔外緣的曡瓦狀斷層上產生的地震能觸發更高波幅的海嘯,引起更大的海嘯災害;如果特大地震的破裂區延伸到俯衝前沿區域,很可能會激活這些曡瓦狀斷層,進一步放大莫克蘭海溝區域的海嘯災害。
該研究成果將為“一帶一路”沿岸國家的防災、減災提供重要的科學數據。http://t.cn/A6an9tMm
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