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曾发生Mw9.6级地震的智利震区经历了几个孕育周期？

已有 4137 次阅读 2014-9-15 10:46 |个人分类:强震预测|系统分类:科研笔记| 南美洲西部地震区, 1960年智利巨震, 2010年智利巨震

先看看两次巨震的有关情况。

1960年5月22日智利Mw9.5（9.6级）地震

1960年智利大地震，又称为瓦尔迪维亚大地震，发生在1960年5月22日，是观测史上记录到规模最大的地震，其矩震级为9.5级。这次地震也引起海啸侵袭智利、夏威夷、日本、菲律宾、新西兰东部、澳洲东南部与阿拉斯加的阿留申群岛。

1960年5月21日～6月22日一个月的时间里，在智利发生了人类科学观测史上记录到震级最大的震群型地震，在南北1400公里长的狭窄地带，连续发生了数百次地震，其中超过8级的3次，超过7级的10次，最大主震为9.5级(矩震级MW)或8.5(面波震级MS)，为世界地震史所罕见。这次地震导致数万人死亡和失踪，200万人无家可归，并引发了世界上影响范围最大、也是最严重的一次地震海啸。地震期间，6座死火山重新喷发，3座新火山出现。

　　大震之后，忽然海水迅速退落，露出了从来没有见过天日的海底，约15分钟后又骤然而涨，滚滚而来，浪涛高达8－9米，最高达25米，以摧枯拉朽之势，袭击着智利和太平洋东岸的城市和乡村。那些幸存在广场、港口、码头和海边的人们顿时被吞噬，海边的船只、港口和码头的建筑物均被击得粉碎。然后巨浪又迅速退去，把能够带动的东西都席卷一空，如此反复震荡，持续了将近几个小时。太平洋东岸的城市，已经被地震摧毁成了废墟，又频遭海浪的冲刷。那些掩埋于碎石瓦砾之中还没有死亡的人们，却被汹涌而来的海水淹死。太平洋沿岸，以蒙特港为中心，南北800公里，几乎被洗劫一空。

　　海浪以每小时600公里的速度扫过太平洋，侵袭范围远达夏威夷、日本、菲律宾、新西兰东部、澳大利亚东南部以及遥远的阿拉斯加和阿留申群岛。在距震中1万公里的地方仍有10.7米高的巨浪。到太平洋彼岸的日本列岛波高仍有6到8米，最高8.1米。日本的本州、北海道等地都遭到了极大的破坏，数百日本人被突如其来的波涛卷入大海，几千所住宅被冲毁，2万多亩良田被淹没，15万人无家可归，港口、设施多数被毁坏。

http://baike.baidu.com/view/5352560.htm?fr=aladdin

2010年02月27日智利8.8级地震

地震参数：

发震时刻：2010年02月27日 14:34:16（北京时间），纬度：南纬35.8°，经度：西经72.7°，深度：33 千米，震级：8.8级。

智利8.8级地震发生在纳斯卡板块和南美板块的交汇的消减带上（图1），纳斯卡板块属主动盘，向下插入南美板块之下，相对挤压速率约80毫米/年。

http://www.csi.ac.cn/manage/html/4028861611c5c2ba0111c5c558b00001/_content/10_03/01/1267404034031.html

伤亡情况:

智利地震死亡人数升至799人

http://www.sina.com.cn 2010年03月04日02:40 新华网

　　新华网圣地亚哥3月3日电 (记者赵凯) 智利总统巴切莱特3日通过广播电台证实，2月27日发生的里氏8.8级强烈地震以及由此引发的海啸等灾害已造成799人死亡。

　　巴切莱特同时否认智利面临食品和燃油等物资短缺状况。

　　智利政府1日派出的军队陆续抵达重灾区，在当地维持社会秩序、修复被破坏的基础设施并发放赈济物资。

http://news.sina.com.cn/w/2010-03-04/024019782435.shtml

南美洲西部地震区经历了几个孕育周期？

图1为南美洲地区1900年以来M ≥6.0级地震分布，可看出该地区大震频发，且地震多集中于Nazca板块与南美洲板块接壤的狭长地带。根据NEIC地震目录（图2和表1），该地区最大一次事件为1960年5月22日M_W9.6级地震（编号7）。

图1 1900年以来南美洲地区M ≥ 6.0 级地震分布图

以下分析表明，该地震区至少已经历了1个完整的孕育周期，目前处于第二轮孕育周期。

在1960年5月22日，该地震区在智利瓦尔迪维亚发生了一次M_W9.6级地震，这是该区有史以来记录到的最大地震，初步认为该次地震是第一轮孕育周期发生的主震事件。由于第一轮孕育周期地震目录严重缺失，难以分析该主震事件的孕育过程，只能判断该地震区为M_W9.6级左右地震危险区。

可以看出，发生一次9.0级以上地震，相应的地震区必须发生多次8.0级以上地震。强震、大震与巨震都是由小到大、由弱到强逐步发展起来的，其孕育过程乃至发生没有偶然性、只有必然性，只是过去地震学家们没搞明白而已。地震如此，自然界任何东东的演化过程大都如此！

下面将对该地震区第二轮孕育周期巨震事件孕育过程进行分析。根据NEIC地震目录，该地区发生过多次震源深度大于300km的深源地震，如1994年6月9日M_S8.2级地震，震源深度达635.4km。如前所述，考虑到目前关于深源地震的成因机制尚未明确，因此本文分析该区域大（巨）震孕育过程时，将按照深源地震参与和不参与数据分析过程分情况讨论。

图2 南美洲西部地震区M ≥ 8.0级地震分布图

表1 南美洲西部地震区1900年以来M≥8.0级地震事件

编号	日期	纬度,经度（°）	深度（km）	震级	震级类型
1	1906-1-31	1.00,-80.00		8.60	M_W
2	1906-8-17	-32.40,-71.40		8.20	M_W
3	1908-12-12	-14.00,-78.00	60.00	8.00	uk
4	1922-11-11	-28.55,-70.76	35.00	8.70	M_W
5	1943-4-6	-31.37,-71.43	35.00	8.20	M_W
6	1960-5-21	-37.83,-73.38	11.50	8.20	M_W
7	1960-5-22	-38.29,-73.05	35.00	9.60	M_W
8	1966-10-17	-10.80,-78.68	34.30	8.20	M_W
9	1974-10-3	-12.25,-77.52	35.80	8.10	M_W
10	1979-12-12	1.60,-79.36	24.30	8.10	M_S
11	1985-3-3	-33.14,-71.76	35.00	8.00	M_S
12	1994-6-9	-13.88,-67.53	635.40	8.20	M_S
13	1995-7-30	-23.34,-70.27	40.50	8.00	M_S
14	2001-6-23	-16.38,-73.50	32.00	8.40	M_W
15	2007-8-15	-13.38,-76.61	39.00	8.00	M_W
16	2010-2-27	-36.12,-72.90	22.90	8.80	M_W
17	2014-4-1	-19.61,-70.77	25.00	8.20	M_W

1考虑深源地震

图3示出了深源地震参与孕震过程情况下，该地震区第二轮孕育周期巨震事件之间的力学联系。通过误差修正后，根据1994年6月9日玻利维亚拉巴斯M_S8.2级地震发生前的CBS值，可较准确地连续预测到2001年6月23日秘鲁南部海岸附近M_W8.4级地震和2010年2月27日智利比奥比奥海岸附近M_W8.8级地震的临界CBS值。计算表明：2010年M_W8.8级地震释放能量9.75E+17J远低于其发震前地震区积累能量2.07E+18J，且考虑到该地震区为M_W9.6级左右地震危险区，故我们判断2010年M_W8.8级地震并非主震事件，在该地震区当前孕育周期内应还存在第三锁固段，当演化至峰值强度点时，应有更大地震事件发生。

图3 南美洲西部地震区1979.5.21-2014.7.25之间CBS值与时间关系（误差修正已被考虑）

.2不考虑深源地震

图4示出了深源地震不参与孕震过程情况下，该地震区第二轮孕育周期巨震事件之间的力学联系。由于1994年6月9日玻利维亚拉巴斯M_S8.2级深源地震未参与计算，故第一锁固段膨胀点标志性事件调整为1995年7月30日智利安托法加斯蒂M_S8.0级地震。通过误差修正后，根据1995年7月30日智利安托法加斯蒂M_S8.0级地震发生前的CBS值，可较准确地连续预测到2001年6月23日秘鲁南部海岸附近M_W8.4级地震和2010年2月27日智利比奥比奥海岸附近M_W8.8级地震的临界CBS值。根据前述类似分析，且考虑到该地震区为M_W9.6级左右地震危险区，我们判断2010年M_W8.8级地震并非主震事件，在该地震区当前孕育周期应还存在第三锁固段，当演化至峰值强度点时，应有更大地震事件发生。

对比图3和4，可以看出：深源地震是否参与孕震过程，对于孕育周期起点与终点、膨胀点与峰值强度点标志性地震事件的选择、预测临界CBS值以及未来震情的判断都有一定影响。为保守起见，选择CBS监测值与临界值相差较小的情况（图4）作为判断未来震情的依据。截止到2014年7月25日，该地震区CBS监测值约为3.62E+10J^1/2，距CBS临界值3.99E+10J^1/2尚有一定距离。对该地震区的四要素预测结果如下：震级M_W9.0~9.4级；震源深度20~40km（深源地震除外）；震中位置为南纬26°、西经70°左右；发震时间窗口：中长期。预计巨震事件发生前，该地震区还将发生M_W8.0级左右的preshock事件。我们将跟踪该地震区地震活动性动态，期望对震中位置有更准确的判断。