混合重力监测2011年日本东北地震的日本列岛重力变化

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• 作者：张新林田中爱幸大久保修平今西裕一
• 会议时间：2015-09-01
• 关键词：地震监测 ; 重力数据 ; 球形地球 ; 弹性结构 ; 密度模型
• 作者单位：张新林(中国地震局地震研究所,武汉430071;东京大学地震研究所,日本东京1130032)田中爱幸,大久保修平,今西裕一(东京大学地震研究所,日本东京1130032)
• 母体文献：中国地震学会第十五次学术大会论文集
• 会议名称：中国地震学会第十五次学术大会
• 会议地点：兰州
• 主办单位：中国地震学会
• 语种：chi
• 分类号：P31

摘要

发生于2011年3月11日的太平洋沿岸日本东北地区的Mw9.0地震是日本近代史上最强地震,也是全世界过去一个世纪的第四大地震.由地震引起的巨大海啸和强地动对广大地区造成了灾难性的破坏,特别是太平洋沿岸的许多城镇.但是,到目前为止,由巨大地震引起的地表重力变化仅在1964年的阿拉斯加和2010的智利地震中被研究和报道过,此外,对于以上地震事件的重力观测数据在时空分辨率上都不足以描述位于俯冲带上如此巨大空间(大于1000km)上的同震重力变化. 本研究利用混合重力监测揭示了独一无二的日本列岛的同震重力变化。混合重力监测实施于地震前后的一年内,监测点位包含基本覆盖日本全境全部13个绝对重力观测点和日本东北区域的16个相对重力观测点。重力观测结果剔除了因地质和环境变化对重力的影响。 观测结果同基于考虑自重分层地球模型的位错理论模拟结果基本一致,且在东北地靠近太平洋区域的重力变化呈现出随震中距增加而由正到负的变化特征。模拟计算中考虑了球形地球、弹性结构和密度模型的使用。此外,计算使用的同震断层滑动由GPS观测数据反演所得。特别值得注意的是,在GPS观测显示俯冲的区域重力观测结果为负,该结果无法简单使用地壳的垂直形变来解释,因震导致的地下质量重新分布影响不可忽略,由此也证实了2004年GRACE监测的苏门答腊地震的因震地壳膨胀导致的重力变小结论。