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  李海兵谈日本大地震(M9.0)构造背景及其对其它地区构造活动的可能影响
   
             作者:       文章来源:网络      点击数:18906      更新时间:2011-03-31
   
 

  李海兵,中国地质科学院地质所研究员,博士生导师。主要研究领域: 构造地质学,构造地貌学;研究方向:青藏高原巨型走滑断裂及高原变形作用;盆山动力学;古地震与现代地震地壳变形;地震与油气关系。

一、日本大地震(M9.0)
  北京时间3111346,日本东北地区宫城县北部发生里氏9.0级强震,震中位于北纬38.1度,东经142.6度,震源深度约20公里(中国地震网)。USGS报道的震中位于38.322度,东经142.369度,震源深度约24.4公里(图1)。此次发生的大地震位于日本海沟西侧的日本东海岸,是由于太平洋板块沿日本海沟向西俯冲欧亚板块之下,致使欧亚板块向东反弹逆冲所致(图2),震后数十分钟内日本东海岸又遭受最高浪高达10m的海啸袭击。据牛津大学John Elliott解释:地震发生的日本海槽大致走向南北向,断层西倾,倾角很缓约15-20度。根据地震规模估算,断层破裂可能约500km。日本筑波大学副教授八木勇治对日本大地震的解析结果显示,地震是由长约500公里、宽约200公里的巨大断层出现最大20的位移而引发,断层北侧最先裂开,约70秒后南侧的茨城县近海区域也开始发生断裂,整个断层断裂持续了约2分半的时间。

  太平洋板块每年相对于北美板块向西运动数厘米,正是运动过程中的能量释放导致此次大地震。日本此次发生的里氏9.0级地震是1990年以来世界上第四大规模的地震。地球物理学家肯·赫德纳特说,依据NASA收集的资料,这次强震使日本本州岛向东移动大约2.4,使地球自转加快1.6微秒。

  这次大地震可能会引发数十次大余震和数百次小余震。美国地质勘探局已经监测到13次震级高于里氏6级的余震,35次震级高于里氏5级的余震,以及数百次震级在里氏三四级的余震。

李海兵谈日本大地震(M9.0)构造背景及其对其它地区构造活动的可能影响
李海兵谈日本大地震(M9.0)构造背景及其对其它地区构造活动的可能影响

二、日本大地震(M9.0)前的构造活动(前兆地震,火山活动)

  此次地震前两天曾发生一系列前兆地震。最近时间以来的多次强烈前震引起地震学家注意, 39号上午的7.3级地震,震中位于宫城县牡鹿半岛以东160公里附近的三陆海域(北纬38.5,东经142.8),震源深度约10公里,距离本次地震仅40km,之后同一天还连续发生3次超过6级地震。它们均应为前兆地震。

  新燃岳火山(Shinmoedake)处于日本鹿儿岛和宫崎两县交界处的雾岛山,2011119,雾岛山新燃岳火山开始出现小规模喷发,126日上午730左右开始强烈喷发,同时观测到地下岩浆活动导致的火山颤动;128,新燃岳火山再次喷射出灰烬和熔岩,21当地时间早晨754分(北京时间654分)左右开始第四次喷发。

  一系列地震表明太平洋板块、欧亚板块和北美板块正趋于活跃,20111月和2月初日本南部新燃岳火山的数次喷发则表明菲律宾板块也日益不稳定,有可能触发了北部太平洋板块发生运动,总体来看整个环太平洋地区进入活跃期的信号越来越清晰。

三、日本大地震(M9.0)构造背景

  该区域是世界上最活跃的地震区之一,属于环太平洋火山-地震带(图3)。太平洋板块向西俯冲到欧亚大陆板块下面,全球大于等于6.0的地震有两成发生在日本,平均大约每5分钟就有一次类似记录。从1891年以来,日本至少记录有78级及以上规模地震,1446年最早记录的8.9级地震,一小时十五分钟之内有6次超过6.3级的余震,最大余震7.1级(图4)。目前为止,1900年以来世界上震级最高的地震是1960年智利发生的里氏9.5级大地震,它也位于环太平洋火山-地震带,只是在太平洋东海岸。

 

四、日本大地震对其它地区构造活动的影响

  从2008年以来,全球进入新一轮的地震活跃期的信号越来越强,2008年在我国青藏高原发生了86级以上地震,包括8.0级的汶川地震,2010年又发生了玉树地震。地球是一个整体,某以地区地壳的强烈活动,将会影响到其他地区的地壳活动,青藏高原的活跃已经影响到太平洋板块的活跃。20101月的海地地震,2月的智利地震(M8.8)以及20112月的6.6级智利地震发生在太平洋的东海岸,另外还有2011年的新西兰地震,最近一系列地震(图5)表明太平洋板块、欧亚板块和北美板块正趋于活跃,尤其整个环太平洋地区进入强活跃期的信号越来越清晰。

 

  这次9.0级日本大地震,肯定会影响到太平洋板块的其他边界或邻近板块的活动。太平洋板块相对于欧亚板块每年以约8厘米的速率向西运动,相对于菲律宾板块每年以约6厘米的速率向系运动,而菲律宾板块相对于欧亚板块每年以约4.4厘米的速率向西运动(图6)。

  由于太平洋板块的北部边界(阿拉斯加地区)以及东部北美边界已经很长时间没有活动,因此这些部位可能是日本大地震发生后应力调整,使得更加聚集的部位,这些板块边界有可能再次活动。这一地区将是重点防范区。

  另外,由于313日下午,新燃岳火山又开始出现强烈喷发,表明日本大地震有可能触动了的菲律宾板块的更加活动,因为1-2月新燃岳火山已有活动,那么,菲律宾板块的西边界将是可能活动的主要地区。台湾处在菲律宾板块西边界应力集中的部位,因此,台湾地区将是进一步重点防范地区。

   
 
文章录入:张梅    责任编辑:刘学清    
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