kevésbé világos, hogy a három magnitúdó-7 rengések az elmúlt 80 nap része egy láncreakció. A szekvencia ennek ellenére néhány hibát közelebb hagyott a kudarchoz, így további sokkok lehetségesek.
Shinji Toda, Ph.D., IRIDeS, Tohoku Egyetem, Sendai, Japán és Ross S. Stein, Ph. D., Temblor, Inc.
Idézet: Toda, S., Stein, R., 2021, a legutóbbi nagy japán földrengések a 2011-es Tohoku földrengés utórengései, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.175
az elmúlt három hónapban három nagy földrengés rázta meg a japán Sendai és Fukushima partjait. Az első kettő, mindkettő 7,1-es nagyságrendű, február 13-án és március 20-án történt. A legutóbbi, 6,9-es magnitúdó május 1-jén történt. A három rengés 60 mérföld (100 kilométer) távolságra csapódott be egymástól, és elég erősek voltak ahhoz, hogy Japán fő szigetének, Honshu északi részének fő népességközpontjait zörgessék. Ez csak néhány a több ezer földrengés közül, amelyek az elmúlt évtizedben — a nagy Tohoku földrengés óta-sújtották a régiót.
a hatalmas és hosszú életű hatása a Tohoku földrengés
milyen mértékben a 2011 nagysága-9.0 Tohoku földrengés megváltoztatta a szeizmikus táj egész északi Honshu és a japán árok valóban megdöbbentő. Mind a part menti, mind a tengeri területek sokkal magasabb földrengési arányt mutatnak a Tohoku eseményt követő 10 évben, mint az azt megelőző 10 évben. Ez látható, ha összehasonlítjuk a jobb oldali panel egyes epicentrumainak környékét az alábbi bal oldali panel ugyanazon területeivel. A földrengések aránya még ma is jóval meghaladja a 2011 előtti szintet.
amikor a földrengések összesített számát az idővel ábrázoljuk (lent), azonnali ugrás és ‘Omori’ bomlás látható, ami jellemző az utórengésekre. Az Omori decay 1894-es felfedezőjéről, Fusakichi Omori-ról kapta a nevét. Közvetlenül a Tohoku földrengés után, amely 62 mérföldet (100 kilométert) sújtott a legutóbbi 7-es nagyságrendű sokkoktól keletre, a szeizmicitás mértéke-3,0 és nagyobb rengések több mint 100-szorosára ugrott. 2021 februárjában, amikor a legújabb sorozat első történt, még mindig ötször magasabb volt, mint a Tohoku földrengés előtt. A Tohoku földrengést megelőző 90 évben a 6,8-as és a nagyobb sokkok aránya a fenti mezőben 0,58 volt évente; a Tohoku sokk óta eltelt évtizedben 2 volt.04 évente (3,5-szer magasabb), a február 13.óta eltelt rövid időszakban pedig 13,5 évente (további 6,5-szer magasabb).
megítélésünk szerint ezeket a földrengési aránynövekedéseket a ‘Coulomb’ stresszátvitel okozza a 9,0 nagyságrendű eseményből, amely közelebb hozta a környező hibákat a kudarchoz (Toda et al., 2011). A Coulomb stresszváltozási elmélet feltételezi, hogy egy hiba feloldása vagy annak nyírófeszültségének növelése — vagy mindkettő — elősegíti a hiba meghibásodását; befogása vagy a nyírófeszültség csökkentése gátolja a meghibásodást. Tanulmányok kimutatták, hogy ez megmagyarázhatja az utórengések és a progresszív mainshockok számos jellemzőjét (pl. Harris, 1998; Stein, 1999).
a legutóbbi három rengés dominó volt?
tehát, ha a 9-es magnitúdó elősegítette a legutóbbi 7-es magnitúdójú rengéseket, láncreakcióban támogatták egymást? Itt a megfigyelések rejtélyesebbé válnak. Amikor megnézzük, hogy a jövő március 20-i és május 1-i földrengések közelében a szeizmicitás hogyan reagált a február 13-i eseményre, nem látunk semmit, amint az alább látható (a kék és a piros görbék nem mutatnak változást a február 13-i esemény idején). De a március 20-i esemény után háromnapos szeizmikus robbanás történt a jövő május 1-i esemény helyén, bár gyorsan normalizálódott (fekete görbe a március 20-i esemény idején).
a szeizmicitás válasza a jövő május 1-jén a március 20-i eseményre összhangban van a számított stressznövekedéssel (körülbelül 0,25 Bar). Referenciaként körülbelül 7 bar nyomást helyezünk a kerékpár gumiabroncsainkba, így míg a 0,25 Bar kicsi, a tanulmányok azt mutatják, hogy a földrengések körülbelül 0,10 bar vagy annál nagyobb feszültségre reagálnak. A február 13-i földrengést követő szeizmicitás változásának hiánya mindazonáltal meghökkent minket, mert kiszámítjuk, hogy a földrengés növelte a Coulomb-stresszt a május közelében lévő hibákra 1 esemény (kb 0.30 Bar) és enyhén növelte a hibákat a március 20-i esemény közelében (körülbelül 0,05 Bar). Tehát a szeizmicitás növekedését vártuk volna május 1-jén, és valószínűleg mindkét helyszínen.
a számított stresszváltozásokat strandlabdákkal vizualizálhatjuk, az alábbiak szerint (Toda and Stein, 2020). A “strandlabdák” – technikailag “fókuszmechanizmusok” – az aktív hibák tájékozódásának és csúszásának vizuális ábrázolása. Az alábbi ábrán a vörös strandlabda azt jelenti, hogy egy adott hibát egy földrengés következtében közelebb hoztunk a számításunk kudarcához; a kék strandlabda azt jelenti, hogy a kudarcot gátolták. Az ábra minden panelje a stressz átadását mutatja egy adott eseményből.
láncreakció elemei
magabiztosan állíthatjuk, hogy mindhárom 7-es magnitúdó esemény a 2011-es magnitide-9 utórengései.0 Tohoku földrengés. Az utórengések sorozata még messze nem ért véget, és nagyobb események is bekövetkezhetnek, bár valószínűleg nem olyan ütemben, mint az elmúlt 80 napban, ami példátlan.
a február 13-i sokk kissé elősegítette a március 20-i sokk helyét, de nem volt kimutatható szeizmikus növekedés. Tehát a második sokk térbeli és időbeli közelsége az elsőhöz véletlen lehetett, vagy talán elmulasztottuk a válaszát, mert a kis földrengések észlelhetősége a tengeren korlátozott. De van egy egyértelmű szeizmikus válasz a második esemény a harmadik, összhangban a nagy számított stressz növekedését. Tehát a harmadik földrengés második általi kiváltása egyértelműnek tűnik.
az utolsó ábra alsó panelje azt mutatja, hogy sok vörös strandlabda maradt, különösen a Május 1-i eseménytől északkeletre. Tehát, annak ellenére, hogy a harmadik esemény kisebb volt, mint az elődei, és annak ellenére, hogy a rengés sebessége ebben a sorrendben rendkívül magas, talán nem láttuk ennek a rendkívüli sorozatnak a végét.
Köszönetnyilvánítás. Hálásak vagyunk a JMA-nak (Japán Meteorológiai Ügynökség) és a NIED-nek (Nemzeti Földtudományi és katasztrófaelhárítási Kutatóintézet) a tanulmányban felhasznált adatokért.
Hardebeck, Jeanne L., Julie J. Nazareth, and Egill Hauksson (1998), a statikus stresszváltozást kiváltó modell: korlátok két dél-kaliforniai utórengésből, J. Geophys. Res. 103, doi: 10.1029 / 98JB00573.
Harris, Ruth A. (1998), Bevezetés a speciális szakaszba: stressz triggerek, stressz árnyékok és következmények a szeizmikus veszélyre, J. Geophys. Res., 103, 24347-24358, doi:10.1029 / 98JB01576.
Stein, Ross S. (1999), A stresszátadás szerepe a földrengés előfordulásában, Természet, 402, 605-609, doi.org/10.1038/45144
Toda, Shinji, Ross S. Stein, and Jian Lin (2011), elterjedt szeizmicitás gerjesztés egész Közép-Japánban követően 2011 m=9,0 Tohoku földrengés és értelmezése Coulomb stressz transzfer, Geophys. Res. Lett. 38, doi:10.1029/2011gl047834.
Toda, Shinji és Ross S. Stein (2020), A 2019 – es Ridgecrest-szekvencia és a Coulomb-alapú földrengés-előrejelzések hosszú és rövid távú stressz-kölcsönhatása, bika. Seismol. Soc. Én igen., 110, 1765-1780, kettő: 10.1785/0120200169