地大新聞網(wǎng)訊(記者 王俊芳 焦思勤)1月19日，《科學(xué)》（Science）雜志刊發(fā)我?？蒲腥藛T領(lǐng)銜的最新研究成果，中外科學(xué)家通過(guò)對(duì)研究區(qū)域內(nèi)發(fā)生的地震開(kāi)展震后地質(zhì)調(diào)查，完成震后快速高精度地表破裂記錄，強(qiáng)調(diào)地震中地表最大位移不一定出現(xiàn)在震中位置，為大型走滑型地震事件導(dǎo)致的地表變形、破裂在復(fù)雜斷層系統(tǒng)之間的傳播機(jī)制提供了重要參考。
圖1. 論文第一作者蒂姆·科斯基（左）和孟建南（右）
論文第一作者為我校地球科學(xué)學(xué)院博士生孟建南和地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、湖北巴東地質(zhì)災(zāi)害國(guó)家野外科學(xué)觀(guān)測(cè)研究站蒂姆·科斯基（Timothy Kusky）教授，共同通訊作者為蒂姆·科斯基（Timothy Kusky）教授和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沃爾特·穆尼（Walter Mooney）教授。
2023年2月6日的土耳其東部大地震，是該區(qū)本世紀(jì)以來(lái)破壞性最大的地震事件。蒂姆·科斯基（Timothy Kusky）教授研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金委特提斯重大研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目支持下，自2017年開(kāi)始在土耳其開(kāi)展新構(gòu)造和大地構(gòu)造演化研究。首震發(fā)生后第十天，科斯基（Kusky）研究團(tuán)隊(duì)將項(xiàng)目組成員博士生孟建南派達(dá)震區(qū)，與項(xiàng)目組海外合作者成員土耳其中東技術(shù)大學(xué)地質(zhì)工程學(xué)院院長(zhǎng)、我?？妥淌诎柖 げ┢潕?kù)特（Erdin Bozkurt）教授共同開(kāi)展震后地質(zhì)調(diào)查。
項(xiàng)目組在地表破裂痕跡被降雨、洪水、災(zāi)后重建以及其他震后變形作用破壞之前，對(duì)該次地震事件造成死海斷層、東安納托利亞斷層的地表位移進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)地測(cè)量，并選取代表性區(qū)域，對(duì)地震導(dǎo)致的地表破裂進(jìn)行厘米級(jí)的無(wú)人機(jī)填圖，并以數(shù)字地圖的形式永久保存?！拔覀冞M(jìn)行了一個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)考察，包括無(wú)人機(jī)航拍、野外地質(zhì)考察（對(duì)斷層造成地地表位移進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)量），將收集到的無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)建模處理，相較衛(wèi)星數(shù)據(jù)，我們的數(shù)字填圖精度達(dá)到厘米級(jí)，是非常及時(shí)、高精度的震后地表記錄?！泵辖辖榻B。
圖2. 地震震區(qū)構(gòu)造及余震分布圖
本次地震事件，是在北向運(yùn)動(dòng)的阿拉伯板塊與歐亞板塊碰撞、安納托利亞板塊側(cè)向擠出這一構(gòu)造背景下，死海斷層帶（DSF）和東安納托利亞斷層帶（EAF）兩條重要的轉(zhuǎn)換型板塊邊界及其分支在板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的背景下共同活動(dòng)導(dǎo)致的（圖2）。
M7.8級(jí)地震震中位于死海斷層北部盡頭的納爾勒（Narl?）段，震后地表形成2-2.5m的位移。震后24秒鐘，破裂向北部傳播到應(yīng)力積聚已達(dá)上百年的東安納托利亞斷層，激活了整條東安納托利亞斷層帶，導(dǎo)致地表產(chǎn)生長(zhǎng)達(dá)350km的破裂帶，并引發(fā)大量余震。在死海斷層納爾勒（Narl?）段和東安納托利亞斷層交匯處測(cè)得的地表位移為6.7m，是整個(gè)地震區(qū)域?qū)崪y(cè)地表位移的最大值。
研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合本研究開(kāi)展的實(shí)地勘察結(jié)果、美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的地震數(shù)據(jù)和衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)地表最大位移并不一定出現(xiàn)在地震的震中，與此前普遍認(rèn)為的“震中為地表破裂最大位置”的觀(guān)點(diǎn)不同。本次地震事件清晰地展示出，地表破裂最大的位置距離震中47.5km，而地震震中位置未見(jiàn)顯著的地表破裂，地震活動(dòng)與地表破裂程度關(guān)系的復(fù)雜性，并非簡(jiǎn)單的距離關(guān)系。因此，研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，地震震中并不一定是地表破裂程度最大的位置。
地表脆性變形如何響應(yīng)地震事件發(fā)生，其破裂過(guò)程和變形特征是怎樣的，他們?cè)谡饏^(qū)斷層系統(tǒng)之間如何傳遞？研究團(tuán)隊(duì)的工作，首次完整記錄震后地表變形的初始特征。
首次M7.8級(jí)地震后，破裂自交匯處向東安納托利亞斷層兩側(cè)不斷傳播，位移錯(cuò)動(dòng)值也向兩側(cè)逐漸遞減，約9小時(shí)后，一個(gè)位于東安納托利亞斷層帶與恰爾達(dá)克-蘇爾古（?ardak-Sürgü）（?-SF）斷層帶交匯處的余震事件，誘發(fā)了第二次Mw7.5地震事件，同時(shí)激活了整條恰爾達(dá)克-蘇爾古（?ardak-Sürgü）斷層帶，形成了約110km的地表破裂，并在該斷層帶上再次誘發(fā)大量余震。
圖3 A.恰爾達(dá)克-蘇爾古（?ardak-Sürgü）斷層帶中切過(guò)山脊的同震新生斷裂;
B.死海斷層納爾勒（Narl?）段形成于盆地中央的同震新生斷裂
研究發(fā)現(xiàn)，本次地震事件中，地表最大位移恰好位于斷層交匯的位置，破裂通過(guò)交匯處沿東安納托利亞斷層繼續(xù)傳播，誘發(fā)新的大規(guī)模地震活動(dòng)，該研究對(duì)傳統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)“斷層的交匯處通常會(huì)限制破裂地傳遞”提出挑戰(zhàn)。
該研究記錄的地表破裂和變形準(zhǔn)確位置顯示，地震形成的新生破裂和斷層不僅會(huì)激活一部分先存的薄弱面（先存斷層面或巖體接觸面等），同時(shí)還會(huì)直接切過(guò)盆地中央和山脊形成全新的斷層（圖3）。“這對(duì)古地震研究提出了新的思路，盆地和山脊也可能有地震記錄，常規(guī)古地震勘察工作往往會(huì)忽略這些地方，這意味著部分古地震事件可能沒(méi)有被統(tǒng)計(jì)?！泵辖险f(shuō)。
該研究及時(shí)記錄了震后地表的破裂特征，清晰展示其在不同斷裂系統(tǒng)中的傳播規(guī)律，揭示多個(gè)轉(zhuǎn)換型板塊邊界對(duì)板塊運(yùn)移的響應(yīng)和形成災(zāi)難型地震事件的具體過(guò)程，為進(jìn)一步研究地震事件對(duì)人類(lèi)社會(huì)的直接影響提供了重要參考資料。
該研究在國(guó)家自然科學(xué)基金委特提斯重大研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目和地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題等項(xiàng)目支持下開(kāi)展，共同作者還包括土耳其中東技術(shù)大學(xué)地質(zhì)工程學(xué)院埃爾丁·博茲庫(kù)特（Erdin Bozkurt）教授，土耳其哈卡里（Hakkari）大學(xué)工程學(xué)院穆罕默德·努里·博杜爾（Mehmet Nuri Bodur）教授和地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王璐教授。（審稿 尚東光）
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