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2022年8月,实验室资助的开放基金课题《2018年印尼苏拉威西Mw7.5级海底地震的应力促发机制》(编号:OMG2019-02)获得新进展,发现了印度尼西亚苏拉威西岛的Palu-Koro走滑断裂带和Minahassa大型逆冲断层之间可能存在的地震活动关联性,即其中一条断裂带上的大地震活动可能会促进另一条断裂带的地震发生。相关研究成果发表在Tectonophysics上,课题负责人柳畅副教授为第一和通讯作者,石耀霖院士为合作者。
过去50年间,在印尼苏拉威西岛的Palu-Koro走滑断裂带和Minahassa大型逆冲断层上发生了一系列破坏性的地震(见图1),如1968年(Mw 7.2)、1996年Tonimi (Mw 7.9)和2018年Palu(Mw 7.5)地震。大地震的频繁发生给印尼中苏拉威西地区带来了惨重的地震与海啸灾害。
为探讨该地区这两条断层的活动与地震迁移之间可能存在的关联,科研人员计算了1968年以来,在苏拉威西岛上发生的13次M≥6.0的历史大地震引起区域的库仑应力变化。通过分析与比较历史地震引起的应力变化与区域地震的时空分布特征,研究认为:
(1) Palu-Koro走滑断裂带上1968年Mw 7.2级地震的发生,增加了Minahassa大型逆冲断层西缘的库仑应力(最大值约为124KPa),促进了Minahassa俯冲带1996年地震序列(Mw 7.9、Mw 6.6和Mw 7.0)的发生。
(2)Minahassa俯冲带1996年Mw 7.9地震的发生,使整个Palu-Koro断裂带的库仑应力(最大值约为76KPa)得到增加,促进了Palu-Koro走滑断裂带在1998年至 2020年间的6次大地震(M > 6.0)的发生(包括2018年Mw 7.5级Palu地震) (图2)。
(3) 2018年Palu地震的发生反过来又增加了Minahassa大型逆冲断层西缘的库仑应力(最大值约为155 KPa)。截至2020年,过去50年间Palu-Koro断裂带上6次大地震(M > 6.0)的发生,使Minahassa大型逆冲断层西缘的库仑应力累积增量达到峰值265 kPa(图3),增强了其地震危险性。
(4) Palu-Koro走滑断裂带和Minahassa大型逆冲断层形成了一个耦合的断裂带系,其中任何一条断裂带上的大地震活动可能会促进另一条断裂带的地震发生。
该项研究为印尼中苏拉威西地区地震发生、迁移和灾害评估提供了新的见解;也有助于全球逆冲和走滑断层系统中的应力转移和地震迁移的机理的进一步了解。研究建议当地政府在应对苏拉威西岛将来的地震和海啸风险性方面,投入更多关注。
全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040195122003249?via%3Dihub
图1:印尼Sulawesi岛及周边区域的构造背景与历史地震(M≥6.5)
图2:过去50年间Minahassa大型逆冲断层上的6次历史地震(M>6.5)(编号1-6),引起的Palu-Koro断裂带在20km深度的库仑应力变化。
图3:过去50年间Palu-Koro断裂带上的7次地震(M>6.0) (编号7-11),引起的Minahassa大型逆冲断层在20km深度的库仑应力变化。
图4:印尼苏拉威西地区区域构造示意图:(a)Palu-Koro走滑断裂带与Minahassa大型逆冲断层的历史地震造成的地壳变形和块体间的相对运动(黄色箭头);(b) Minahassa俯冲板块形态与俯冲角度。