mniej jasne jest, czy trzy trzęsienia wielkości-7 w ciągu ostatnich dni 80 są częścią reakcji łańcuchowej. Sekwencja jednak pozostawiła pewne usterki bliżej do awarii, więc możliwe jest więcej wstrząsów.
przez Shinji Toda, Ph.d., IRIDeS, Tohoku University, Sendai, Japonia i Ross S. Stein, Ph. D., Temblor, Inc.
Cytat: Toda, S., Stein, R., 2021, ostatnie duże trzęsienia w Japonii to wstrząsy wtórne trzęsienia ziemi 2011 Tohoku, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.175
trzy poważne trzęsienia ziemi nawiedziły morskie Sendai i Fukushimę w Japonii w ciągu ostatnich trzech miesięcy. Pierwsze dwa, zarówno wielkości-7.1, miały miejsce 13 lutego i 20 marca. Ostatni, wielkość-6.9, miało miejsce 1 maja. Trzy trzęsienia uderzył w 60 mil (100 kilometrów) od siebie i były wystarczająco silne, aby grzechotać głównych ośrodków ludności Północnej Honsiu, głównej wyspy Japonii. Były to tylko niektóre z tysięcy wstrząsów, które nawiedziły ten region w ostatniej dekadzie — od czasu wielkiego trzęsienia ziemi w Tohoku.
ogromny i długotrwały wpływ trzęsienia ziemi Tohoku
zakres, w jakim 2011 magnitude-9.Trzęsienie ziemi 0 Tohoku zmieniło krajobraz sejsmiczny w całym północnym Honsiu, a rów Japoński jest naprawdę zdumiewający. Zarówno obszary przybrzeżne, jak i przybrzeżne wykazują znacznie wyższy wskaźnik trzęsienia ziemi w ciągu 10 lat po wydarzeniu Tohoku niż 10 lat wcześniej. Można to zobaczyć, porównując obszar wokół każdego epicentrum w prawym panelu z tymi samymi obszarami w lewym panelu poniżej. Nawet dzisiaj Tempo trzęsień ziemi jest znacznie powyżej poziomu sprzed 2011.
kiedy JEDEN wykresy skumulowaną liczbę trzęsień ziemi w czasie (poniżej), natychmiastowy skok i „Omori” rozpad jest widoczny, który jest typowy dla wstrząsów wtórnych. Rozpad Omori został nazwany na cześć jego odkrywcy w 1894 roku, Fusakichi Omori. Natychmiast po trzęsieniu ziemi Tohoku, które uderzyło 62 mil (100 kilometrów) na wschód od ostatnich wstrząsów magnitude-7, szybkość sejsmiczności magnitude-3.0 i większe trzęsienia podskoczyły o ponad współczynnik 100. W lutym 2021 roku, kiedy to miało miejsce pierwsze w tej najnowszej serii, było jeszcze pięć razy wyższe niż przed trzęsieniem Tohoku. W ciągu 90 lat przed trzęsieniem Tohoku, Tempo wielkości-6.8 i większych wstrząsów w powyższym polu wynosiło 0.58 rocznie; w dekadzie od wstrząsu Tohoku było to 2.04 rocznie (3,5 razy więcej), a w krótkim okresie od 13 lutego wynosi 13,5 rocznie (kolejne 6,5 razy więcej).
w naszej ocenie, te wzrost szybkości trzęsienia ziemi są spowodowane przez „Coulomb” przeniesienie stresu z magnitude-9.0 zdarzenia, które doprowadziły otaczające błędy bliżej do awarii (toda et al., 2011). Teoria zmiany naprężeń Coulomba zakłada, że odblokowanie usterki lub zwiększenie jej naprężenia ścinającego — lub obu — sprzyja awarii błędu; zaciskanie go lub zmniejszenie naprężenia ścinającego hamuje awarię. Badania wykazały, że może to wyjaśnić wiele cech wstrząsów wtórnych i progresywnych wstrząsów głównych (np. Harris, 1998; Stein, 1999).
czy trzy ostatnie wstrząsy spadają Domino?
więc, jeśli magnitude-9 promowały ostatnie trzęsienia magnitude-7, czy promowały się nawzajem w reakcji łańcuchowej? Tutaj obserwacje stają się bardziej enigmatyczne. Kiedy patrzymy na to, jak sejsmiczność w pobliżu przyszłych trzęsień marca 20 i MAJA 1 odpowiedziała na wydarzenie lutego 13, nic nie widzimy, jak pokazano poniżej (niebieskie i czerwone krzywe nie wykazują żadnych zmian w czasie wydarzenia lutego 13). Ale po wydarzeniu z marca 20 nastąpił trzydniowy wybuch sejsmiczności w miejscu przyszłego wydarzenia z MAJA 1, chociaż szybko powrócił do normy (czarna krzywa w czasie wydarzenia z marca 20).
odpowiedź sejsmiczności w przyszłym miejscu Maja 1 na wydarzenie marca 20 jest zgodna z obliczonym wzrostem stresu(o około 0.25 barów). Dla odniesienia, umieściliśmy około 7 barów ciśnienia w naszych oponach rowerowych, więc podczas gdy bary 0.25 są małe, badania pokazują, że trzęsienia ziemi reagują na naprężenia o barach 0.10 lub więcej. Brak zmiany sejsmiczności po trzęsieniu 13 lutego jednak nas zadziwia, ponieważ obliczamy, że trzęsienie zwiększyło stres Coulomba na usterkach w pobliżu zdarzenia 1 maja (o około 0 .30 barów) i nieznacznie zwiększył nacisk na błędy w pobliżu wydarzenia z 20 marca (o około 0,05 barów). Tak więc spodziewalibyśmy się wzrostu sejsmiczności w miejscu 1 maja i być może w obu miejscach.
możemy wizualizować obliczone zmiany stresu za pomocą beachballs, jak pokazano poniżej (Toda and Stein, 2020). „Beachballs” — technicznie nazywane” mechanizmami ogniskowymi ” – są wizualną reprezentacją orientacji i poczucia poślizgu na aktywnych usterkach. Na poniższym rysunku czerwona piłka plażowa oznacza, że konkretny błąd został przybliżony do niepowodzenia w naszych obliczeniach w wyniku trzęsienia ziemi; niebieska piłka plażowa oznacza, że awaria została zahamowana. Każdy panel na rysunku pokazuje ten transfer stresu z danego zdarzenia.
Elementy reakcji łańcuchowej
możemy śmiało twierdzić, że wszystkie trzy zdarzenia magnitude-7 są wstrząsami wtórnymi magnitude-9 z 2011 roku.0 trzęsienie ziemi Tohoku. Jego Sekwencja wstrząsów wtórnych jest daleka od końca, a więcej dużych zdarzeń może wystąpić, chociaż prawdopodobnie nie w tempie, jakie widzieliśmy w ciągu ostatnich dni 80, co jest bezprecedensowe.
szok z lutego 13 nieznacznie promował miejsce szoku z marca 20, ale nie było wykrywalnego wzrostu sejsmiczności. Tak więc bliskość drugiego wstrząsu w przestrzeni i czasie do pierwszego mogła być zbiegiem okoliczności, lub mogliśmy przegapić jego odpowiedź, ponieważ wykrywalność małych trzęsień ziemi na morzu jest ograniczona. Ale istnieje wyraźna reakcja sejsmiczna drugiego zdarzenia na trzeci, zgodna z jego dużym obliczonym wzrostem naprężeń. Tak więc wyzwalanie trzeciego trzęsienia przez drugiego wygląda wyraźnie.
dolny panel ostatniej cyfry pokazuje, że pozostało wiele czerwonych kulek plażowych, szczególnie na północny wschód od Wydarzenia z 1 maja. Tak więc, nawet jeśli trzecie zdarzenie było mniejsze niż jego poprzednicy, i nawet jeśli tempo trzęsień w tej sekwencji jest niezwykle wysokie, być może nie widzieliśmy końca tej niezwykłej sekwencji.
Jesteśmy wdzięczni JMA (Japan Meteorological Agency) i NIED (National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience) za dane wykorzystane w tym badaniu.
Hardebeck, Jeanne L., Julie J. Nazareth, and Egill Hauksson (1998), the static stress change triggering model: Constraints from two southern California aftershock sequences, J. Geophys. Res. 103, doi: 10.1029 / 98JB00573.
Harris, Ruth A. (1998), Introduction to special section: stress triggers, stress shadows, and implications for seismic hazard, J. Geophys. 103, 24347-24358, doi: 10.1029 / 98JB01576
Stein, Ross S. (1999), the role of stress transfer in earthquake occurence, Nature, 402, 605-609, doi.org/10.1038/45144
Toda, Shinji, Ross S. Stein i Jian Lin (2011), powszechne wzbudzenie sejsmiczne w środkowej Japonii po trzęsieniu ziemi 2011 M=9.0 Tohoku i jego interpretacja przez Coulomb stress transfer, Geophys. Res.Lett. 38, doi: 10.1029 / 2011GL047834.
Toda, Shinji i Ross S. Stein (2020), długo-i krótkoterminowe oddziaływanie stresu sekwencji Ridgecrest 2019 i prognoz trzęsienia ziemi opartych na Coulombie, Bull. Sejsmol. Soc. Tak., 110, 1765-1780, doi: 10.1785/0120200169