2011%2f3%2f11日本9.0级大地震激发T波.pdfVIP

·926· 中国地球物理201l (26)海洋地球物理学 2011／3／11日本9．0级大地震激发T波 The T-waveGeneration by Earthquake 201I／03／11(Mw=9．0)Japan 黄建平李振春 曹晓莉 孔雪 LiZhenchunCaoXiaoli Xue HuangJianping Kong 中国石油大学(华东) 青岛266555 1．引言 海洋中随着海水温度、压力、盐度的变化，在海水下1500米的地方会形成一个声波传播的低速通道层 (SOFAR Channel)。当发生在海陆交接俯冲板块、大洋中脊的地震释放的能量传播到海陆交接的区域，发生反 射、散射等作用，由地震波能量转化为声波能量在水中传播，当此声波能量以某一个较为合适的角度进入水中 低速层时，声波能量就有可能在低速层中发生全反射，从而形成海洋T波。T波具有频率高、传播过程衰减小 的特征，是研究中小地震震源过程及震源区附近俯冲板块性质的理想方法。此次日本9．0级大地震以及由大地 震所引发的海啸，具有极大的破坏性，带来了巨大的人员伤亡和财产损失，引起了地球物理学家们的极大关注。 本文通过研究宫城大地震以及大地震发生前后相似地震所激发的T波，探究了大地震的破裂过程以及此次大地 震对震源区俯冲板块Q值的影响，最后提出了一种可能的地质模型来解释我们的观测数据及研究结果。 2．研究方法及流程 本文的研究方法，主要是通过搜集并整理日本宫城地震以及该大地震前后震级大于5．5级的相似地震 数据，从中提取出较为清晰的T波信号，通过分析所提取的T波形信号，得到了此次宫城地震的破裂过程 以及破裂所引起的俯冲板块Q值的变化。主要的处理流程包括与黄建平等【l’2J类似：①数据筛选：鉴于T 波传播速度较低且存在地震波向海洋声波的转换效率问题，本文从该区域iris台网下载的201个地震中， 筛选出14组震级大于等于5．5级的相似地震进行研究。之所以选择震级大于5．5，主要基于两点考虑： a．地震本身的震源参数(震源机制、震源深度、地震震级)较为准确，便于为后期的对比分析提供正确数 据：b．考虑到地震在俯冲板块以及海水中传播的损失，震级较大的地震能够提供足够的能量来获取较为清 晰的T波信号，且所得的研究结果可靠性较高；②根据T波在时域和频率域的特点，我们通过高通滤波及 希尔伯特变换，去除仪器响应、并对数据做倾角校正和去平均处理，从原始数据中提取了由这些地震激发 的T波。③结合T波波形及其频谱特征，分析了日本宫城大地震的破裂过程，本文的研究结果与采用有限 断层解方法反演所得日本大地震的破裂过程较为一致：④通过大地震前后相似地震(震源深度、震源机制、 地震震级)所激发T波能量的对比，分析此次大地震对震源区俯冲板块9值的影响。 3．研究结果 本文通过分析口本宫城9．0及大地震，以及大地震前后14组相似地震进行研究，从中提取出较为清晰的T 波波形，分析了T波在频率域和时间域的特点，得到如下主要结论：①由于此次日本地震震源位置水下1000 米海岸线附近构造环境的特殊性，只能在某些海岛台站获得较为清晰的海洋T波。其余14组相似地震，也得 到类似的结论。②通过时间域和频率域T波信号的分析，得到了此次日本地震持续时间为200s左右，且在60s 左右破裂传播速度较高、释放能量较快。本文的结果与有限断层解方法反演所获取的日本大地震破裂过程较为 一致。③通过火地震前后相似地震激发T波能量的分析，发现此次宫城大地震对于震源区附近俯冲板块产生了 极大的破坏力，俯冲板块内的平均品质因子大大降低。需要进一步说明的是，海洋T波在俯冲板块中传播，能 够较为充分地采样地震所在俯冲板块的性质，是一种研究洋壳俯冲历史以及海陆动力学耦合过程的有利工具。 学引进人才项目(Y090104)支持资助。 参考文献