近日，精密測量院孫和平院士團隊與中國地質大學（武漢）以及土耳其伊斯坦布爾工業大學合作，采用有限斷層反演方法和區域性慢度校正反投影方法，綜合利用大地測量和地震數據，揭示了2023年土耳其雙震發震斷層系統的幾何特性對斷層運動學的控制作用，相關研究成果發表在《自然 地球科學》（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的國際前沿熱點問題。巖石物理學實驗、破裂動力學數值模擬與理論研究表明斷層性質控制著地震破裂的起始、傳播和停止，而斷層的幾何形態是斷層性質最直觀的表征。因此，聯合大地測量與地震觀測認識斷層幾何復雜性和破裂運動學的相互作用，對于理解地震破裂模式和評估地震災害潛在風險具有重要的科學與現實意義。

　　2023年2月6日，在土耳其中南部卡赫拉曼馬拉什?。↘ahramanmara？）發生兩次強震，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則多尺度破裂行為中的作用是強震研究的關鍵問題之一。

　　研究團隊發現斷層幾何復雜性是影響同震滑移分布、激發高頻輻射以及促進超剪切破裂的關鍵因素，具體體現在兩個方面：

　　第一，發現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，而強烈的高頻（~1 Hz）地震波輻射發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，從而將高滑移區分開；而斷層分支交界處則容易激發強烈的高頻（~1 Hz）輻射，可能是因為交界處破裂波長的異質性相對較短。

　　第二，發現了超剪切破裂現象并討論了其潛在機制。地震的破裂傳播速度是一個關鍵的運動學參數，對于理解震源物理和地震災害具有重要意義，特別是當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致更大的破壞，因此研究地震破裂速度對于地震災害評估至關重要。我們的研究發現在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，說明幾何結構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動方向傳播。

　　斷層幾何特征與地震破裂運動學之間的空間關系

　　相關研究結果以“Geometric controls on cascading rupture of the 2023 Kahramanmara？ earthquake doublet”為標題于2023年10月12日在《Nature》子刊《Nature Geoscience》發表。精密測量院為該項研究的第一單位；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大學（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，中國地質大學（武漢）鄭勇教授以及土耳其伊斯坦布爾工業大學Tuncay Taymaz教授和Tuna Eken教授。

　　該工作得到了中國科學院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金委面上項目、大地測量學與地球動力學國家重點實驗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合資助。

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