Epäselvempää on, ovatko kolmen magnitudin-7 järistykset viimeisten 80 päivän aikana osa ketjureaktiota. Sekvenssi on kuitenkin jättänyt joitakin vikoja lähemmäs epäonnistumista, joten isommat iskut ovat mahdollisia.
kirjoittanut Shinji Toda, Ph. D., IRIDeS, Tohoku University, Sendai, Japani ja Ross S. Stein, Ph. D., Temblor, Inc.
Citation: Toda, S., Stein, R., 2021, viimeaikaiset suuret Japanin järistykset ovat vuoden 2011 Tohokun maanjäristyksen jälkijäristyksiä, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.175
kolme suurta maanjäristystä on iskenyt Japanin Sendain ja Fukushiman rannikoilla viimeisen kolmen kuukauden aikana. Kaksi ensimmäistä, molemmat magnitudi-7,1, tapahtuivat 13. helmikuuta ja 20.maaliskuuta. Viimeisin, magnitudi-6,9, tapahtui 1. toukokuuta. Kolme järistystä iskivät sadan kilometrin säteellä toisistaan ja olivat niin voimakkaita, että ne järisyttivät Japanin pääsaaren Honshun pohjoisosan suuria asutuskeskuksia. Nämä olivat vain muutamia niistä tuhansista järistyksistä, jotka ovat koetelleet aluetta viime vuosikymmenellä — sitten Tohokun suuren maanjäristyksen.
Tohokun maanjäristyksen massiivinen ja pitkäikäinen vaikutus
missä määrin vuoden 2011 magnitudi-9.0 Tohokun maanjäristys muutti seismistä maisemaa koko Honshun pohjoisosassa ja Japanin kaivanto on todella hämmästyttävää. Sekä rannikko-että offshore-alueilla on Tohokun tapahtumaa seuranneiden 10 vuoden aikana tapahtunut paljon enemmän maanjäristyksiä kuin sitä edeltäneiden 10 vuoden aikana. Tämä voidaan nähdä vertaamalla kunkin episentrumin ympärillä olevaa aluetta oikeassa paneelissa samoihin alueisiin alla olevassa vasemmassa paneelissa. Nykyäänkin maanjäristysten määrä on reilusti yli vuotta 2011 edeltävän tason.
kun tarkastellaan maanjäristysten kumulatiivista määrää ajan kanssa (alla), nähdään välitön hyppy ja ’Omori’ hajoaminen, joka on tyypillinen jälkijäristyksille. Omori decay on nimetty löytäjänsä Fusakichi Omorin mukaan vuonna 1894. Heti Tohokun maanjäristyksen jälkeen, joka iski 100 kilometriä itään äskettäisistä magnitudi-7: n iskuista, magnitudi-3,0: n ja suurempien järistysten seismisyysaste nousi yli 100: n. Helmikuussa 2021, jolloin tapahtui ensimmäinen tässä uusimmassa sarjassa, se oli vielä viisi kertaa suurempi kuin ennen Tohokun järistystä. Tohokun järistystä edeltäneiden 90 vuoden aikana magnitudi-6,8 ja suuremmat iskut yllä olevan laatikon sisällä oli 0,58 vuodessa; Tohokun järistyksen jälkeisenä vuosikymmenenä se on ollut 2.04 per vuosi (3,5 kertaa suurempi), ja lyhyen span aikana 13.helmikuuta lähtien se on ollut 13,5 per vuosi (toinen 6,5 kertaa suurempi).
meidän tuomiomme mukaan nämä maanjäristysnopeuden lisäykset johtuvat ’Coulombin’ stressinsiirrosta magnitudi-9.0-tapahtumasta, joka toi ympäröivät viat lähemmäksi epäonnistumista(Toda et al., 2011). Coulombin stressinmuutosteoria olettaa, että vian irrottaminen tai sen leikkausjännityksen lisääminen — tai molemmat — edistää vikaantumista; sen kiinnittäminen tai leikkausjännityksen vähentäminen estää vikaantumista. Tutkimuksissa on havaittu, että tämä voi selittää monia jälkijäristysten ja progressiivisten isojäristysten piirteitä (esim.Harris, 1998; Stein, 1999).
kaatuivatko kolme viimeaikaista järistystä Dominoon?
jos magnitudi-9 edisti äskettäisiä magnitudi-7: n järistyksiä, edistivätkö ne toisiaan ketjureaktiossa? Täällä havainnot muuttuvat arvoituksellisemmiksi. Kun tarkastelemme, miten seismisyys lähiympäristössä tulevaisuuden 20.maaliskuuta ja 1. toukokuuta järistyksiä vastasi 13. helmikuuta tapahtuma, emme näe mitään, kuten alla (sininen ja punainen käyrät eivät näytä muutoksia aikaan 13. helmikuuta tapahtuma). Mutta maaliskuun 20 tapahtuman jälkeen oli kolme päivää kestänyt seismisyyden purkaus tulevan Toukokuun 1. päivän tapahtuman paikalla, vaikka se palasi nopeasti normaaliksi (musta käyrä maaliskuun 20.päivän tapahtuman aikaan).
vaste seismisyys tulevaisuuden Toukokuu 1 sivuston maaliskuun 20 tapahtuma on yhdenmukainen laskennallisen stressin lisäys (noin 0,25 baaria). Vertailun vuoksi, laitamme noin 7 baaria painetta meidän Polkupyörän renkaat, joten vaikka 0,25 baaria on pieni, tutkimukset osoittavat, että maanjäristykset reagoivat noin 0,10 baaria tai enemmän. Se, ettei seismisyydessä tapahtunut muutosta helmikuun 13.päivän järistyksen jälkeen, kuitenkin hämmästyttää meitä, koska laskemme, että järistys lisäsi Coulombin rasitusta siirroksissa lähellä Toukokuun 1. päivän tapahtumaa (noin 0.30 bars) ja hieman lisäsi stressiä vikoja Lähellä 20 Maaliskuu Tapahtuma (noin 0,05 bars). Joten, olisimme odottaneet seismisyyden kasvua 1. toukokuuta kohteessa, ja mahdollisesti molemmissa kohteissa.
voimme havainnollistaa laskettuja stressimuutoksia rantapalloilla, kuten alla on esitetty (Toda ja Stein, 2020). ”Rantapallot” — joita teknisesti kutsutaan” polttomekanismeiksi ” – ovat visuaalinen esitys aktiivisten vikojen suuntaamisesta ja liukumisen tunteesta. Alla olevassa kuvassa punainen rantapallo tarkoittaa sitä, että jokin vika saatiin maanjäristyksen seurauksena lähemmäksi epäonnistumista laskelmissamme; sininen rantapallo tarkoittaa, että epäonnistuminen estettiin. Jokainen kuvassa oleva paneeli näyttää tämän stressin siirtymisen tietystä tapahtumasta.
ketjureaktion elementit
voimme varmuudella väittää, että kaikki kolme magnitudi-7: n tapahtumaa ovat vuoden 2011 magnitidi-9: n jälkijäristyksiä.0 Tohokun maanjäristys. Sen jälkijäristykset eivät ole läheskään ohi, ja suurempiakin tapahtumia saattaa esiintyä, joskaan ei todennäköisesti niin nopeasti kuin olemme nähneet viimeisten 80 päivän aikana, mikä on ennenkuulumatonta.
helmikuun 13.päivän sokki edisti hieman maaliskuun 20. päivän iskun paikkaa, mutta havaittavissa ei ollut seismisyyden kasvua. Toisen järistyksen läheisyys avaruudessa ja ajassa ensimmäiseen saattoi olla sattumaa, – tai emme ehkä huomanneet sen reaktiota, – koska pienten maanjäristysten havaitseminen merellä on rajallista. Mutta toisella tapahtumalla on selvä seismisyysreaktio kolmanteen, mikä vastaa sen suurta laskettua jännityksen kasvua. Kolmannen järistyksen laukaisu toisella näyttää siis selvältä.
viimeisen kuvan alapaneelista näkyy, että punaisia rantapalloja on jäljellä paljon etenkin Toukokuun 1.päivän tapahtuman koillispuolella. Vaikka siis kolmas tapahtuma oli edeltäjiään pienempi ja vaikka järistysnopeus tässä järjestyksessä on erittäin korkea, emme ehkä ole nähneet tämän poikkeuksellisen tapahtumasarjan loppua.
kuittaukset. Olemme kiitollisia JMA: lle (Japanin ilmatieteen laitos) ja NIEDILLE (National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience) tässä tutkimuksessa käytetyistä tiedoista.
Hardebeck, Jeanne L., Julie J. Nazareth ja Egill Hauksson (1998), the static stress change triggering model: Constraints from two southern California aftershock sequences, J. Geophys. 103, Doi: 10.1029/98JB00573.
Harris, Ruth A. (1998), Introduction to special section: Stress triggers, stress shadows, and implications for seismic hazard, J. Geophys. Res., 103, 24347-24358, doi:10.1029 / 98JB01576.
Stein, Ross S. (1999), the role of stress transfer in earthquake occurrence, Nature, 402, 605-609, doi.org/10.1038/45144
Toda, Shinji, Ross S. Stein, and Jian Lin (2011), Widespread seismicity excitation through central Japan following the 2011 m=9.0 Tohoku earthquake and its interpretation by Coulomb stress transfer, Geophys. Res. Lett. 38, doi:10.1029/2011gl047834.
Toda, Shinji, and Ross S. Stein (2020), Long – and short-term stress interaction of the 2019 Ridgecrest sequence and Coulombin-based earthquake forecasts, Bull. Seismol. Soc. Olen., 110, 1765-1780, kaksi: 10.1785/0120200169