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新2手机管理端(www.hg8080.vip):土耳其两次超强地震,太不寻常了

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本文来自微信公众号:地球知识局 (ID:diqiuzhishiju),作者:风云梦远,校稿:辜汉膺,编辑:果栗乘,题图来自:视觉中国


近期,中东地区地质灾害严重。北京时间2月8日5时14分,距离土耳其不远的巴勒斯坦发生了4.8级地震,惊恐的人们纷纷跑到户外避险。


而在前几天,根据中国地震台网测定,北京时间2月6日9时17分(当地时间2月6日4时17分)在土耳其南部发生7.8级地震;随后在当日18时24分(当地时间13时24分)再度发生7.8级地震(美国地质勘探局测定结果为7.5级)


两次地震震中隔得不算太远,位于震中附近的卡赫拉曼马什拉和加济安泰普受灾尤为严重▼


除了短时间的两次极强地震外,震中周边伴有大量余震活动,截至北京时间2023年2月8日2时,共有6.0~6.9级地震3次,5.0~5.9级地震24次(据美国地质勘探局统计)


土耳其这场罕见的“双震型地震”浩劫,有什么可能的背景条件?又会造成何种影响?


为什么土耳其南部能发生强震?


从较大的空间尺度看,这次震中是属于欧亚地震带的一段,与阿尔卑斯-扎格罗斯-喜马拉雅造山带关联。


这是一个约6000万年前的新生代早期至今持续活动的大型造山带,它的崛起与非洲板块、阿拉伯板块和印度板块(后两者在高中地理课本里均归为印度洋板块)持续向北移动,并与亚欧板块汇聚碰撞有关。


阿尔卑斯造山运动被认为是从地理上定义了欧洲的三个造山运动之一(横屏,阿尔卑斯造山带 图:wiki)▼


而在具体的区域上,震中位于安纳托利亚板块(亚欧板块内部的次级板块)和阿拉伯板块的边界上,文献多称作东安纳托利亚断裂带(EAFZ)


它是一条以走滑为主的断裂带,即两侧地块总体平行于断层方向移动;但与此同时,由于非洲板块和阿拉伯板块仍有向北移动挤压的分量,让这条断裂带也伴随着一定的逆冲过程,并在板块边缘造成巨大的应力。


阿拉伯板块和安纳托利亚板块的位置与移动特征▼


东安纳托利亚断裂带(EAFZ)的区域构造(图:wiki)▼


根据两侧地块的相对运动划分的三种断层类型(图:中国地质科学院地质研究所)▼


这样的地质构造背景,让东安纳托利亚断裂带一直是强震活跃的地区。


本轮地震序列之前,上一次M6.0级以上强震发生在2020年初,东北侧的马拉蒂亚附近(M6.8级);而最近这两次强震,都发生在东安纳托利亚断裂带里最近三百年未有强震活动的一段,这一段断层两侧板块应力能的长期积累,是引发强震的重要基础。


当前这两次强震都发生在过去三百年少有强震发生的空区(东安纳托利亚断裂带的构造性质与历史上的强震,横屏,图:Akgün et al. 2021)▼


为什么当地会发生两次强震?


在讲述可能的成因时,需要先提及地震序列的特点。


通常,一次断层破裂会有多个相关联地震组成的序列,根据序列内部地震的特点可以分为孤立型地震、主余型地震和震群型地震。


孤立型地震只有绝对突出的主震,后续没有或极少明显地震(即使有,震级也低于主震2.5级以上)


比如不久前新疆塔里木盆地内发生的一次地震没有明显的余震,大概率为孤立型地震(图:中国地震局)▼


主余型地震则较为常见,即一次主震后有一定后续地震活动,但相对于主震,震级与释放的能量明显减小,均小于主震0.7级以上。


而如果有多次震级较大的地震,导致主震不突出(最强与次强地震震级相差小于0.7),此时被称为震群型地震。2月6日以来的地震序列里,出现了两次震级很接近的强震,更类似于震群型地震特征。


这次的地震序列由200多次地震(震级>2.5)和两次重大地震(一次M7.8和一次M7.5)组成(图:emsc-csem)▼


但从引发这两次地震的具体构造和可能机制看,这次地震更可能是特殊的一种主余型地震——双主震型。


通常的一个地震序列里,地震都是由同一个断层破裂引发;但这一次,两个强震分属于东安纳利托利亚断裂带的两个分支。


第一次强震(北京时间2月6日上午)属于其中的南侧分支(下图的⑥号),而第二次强震(北京时间2月6日傍晚)属于北侧分支(下图的⑨号);恰好这两个分支都是长期未有强震活动、有潜在引发大地震的断层。


聚焦于近期强震的破裂区域,第一次强震发生在⑥号断层(南侧分支),而第二次强震则发生在⑨号断层(北侧分支)(图:Akgün et al. 2021)▼


从这个特征看,第一次强震有可能身为“导火索”,在发生后造成这一区域应力场急剧变化,导致北侧断层分支失稳并突然破裂,引发了第二次强震。当然,目前这个推断只能算作猜想,需要后续地球物理学探测的证据。


但与此同时,两次强震的时空破裂过程有较大差异,且当前的余震震中在这两支断层都有分布,表明两次强震间有一定的独立性,并非属于同一次断层破裂过程。若将它们视作整体的区域断层破裂序列,可以称为双主震型序列。


地震影响如何?后续需防范哪些灾害?


从直接影响看,两次强震的震中附近区域烈度很可能达到10~11度左右,极具破坏性。而值得注意的是,最大烈度区除了震中所在区域,还会沿着发震断层两侧延伸,包括沿着第一次强震(东安纳托利亚断层南支)呈西南-东北向延伸。


断层走向示意(图:GFZ)▼


此外,周边部分断层(如早晨发震过的断层南支)、山谷、盆地、河谷、沿海平原等地,也会因为表层较松软沉积层导致地震波不断反射而略有放大,同样会有相对较高烈度和较强破坏性影响。


根据多方模型的分析,高烈度区域除了震中附近以外,包括沿着两条发震断层走向的区域,如第一次强震东北侧的马拉蒂亚和西南侧的安塔基亚,第二次强震的埃尔比斯坦,以及离震中较近、地处沿海平原的阿达纳等地,也会有最强的影响。


美国地质勘探局对第一次地震给出的烈度分布图(图:USGS)▼


中国地质大学和中国地震局兰州地震研究所对第一次地震给出的烈度与地震动强度评估▼


第二次强震的烈度分布(图:USGS)▼


中国地震局地球物理研究所对第二次强震地震动强度和烈度分析▼


比如土耳其南部著名的世界遗产——加济安泰普城堡,就在两次强震中严重损毁该城堡东半部和南半部的部分堡垒倒塌,城堡周围的铁栏杆和城墙也严重损毁。


这是一座始建于公元2~3世纪的罗马城堡,从查士丁尼一世时期开始,城堡开始不断地扩建与翻新,逐步形成了今天的规模。1919年土耳其独立战争中,这座城堡发挥了重要作用,成为了现代土耳其的国家象征之一。


躲过了人祸,没躲过天灾(图:twitter)▼


与此同时,叙利亚北部距离两次强震震中很近,也遭遇了较强破坏性影响;加之最近数年当地正陷入内战,至今仍是各方势力错杂的地带,在建筑物抗震水平不足、很容易造成大面积损毁以至完全垮塌的同时,当地救援行动也将极其困难,也值得我们特别关注。


而后续需要防范的灾害里,首要的是后续余震可能造成的次生灾害。


目前两次强震已经将断裂带的两支空区积累的应力能释放明显,短期内要再出相当甚至更强的地震概率极低。但从地震序列活动特点看,仍不能排除规模稍小的较强余震,仍需高度警惕。


GMT2月7日10:00发生的4级及以上地震(图:USGS)▼


此外由于本次已涉及两个断层,余震也将沿着两个断层分别分布,这两处断层的局地未破裂区(如北支断层西南段等),需要特别注意防范较强余震。


红色区域为两次大地震破裂段,黄色是未破裂段(图:Akgün et al. 2021)▼


虽然余震规模和烈度相对较小,但在先前地震造成的影响下,灾区尚未倒塌的建筑物都有不同程度受损,山体表面也已经明显松软,若有较强余震,很可能在这些基础上造成次生破坏。


本次地震序列里5.0级以上地震的震中分布,蓝色线条为引发第一次强震的南支断层,黑色线条为引发第二次地震的北支线条▼


雪上加霜的是,当前正有一个气旋从东地中海登陆,并影响地震灾区。它将带来强烈的风雨雪过程,雨雪将持续到当地时间2月8日深夜,并伴有冷高压带来的后续降温。在这样的条件下体感温度更是极低,对幸存者(尤其尚被困于倒塌建筑物下)和救援工作同样也是严峻挑战。


6日晚地中海低涡气旋已经覆盖土耳其全境,受灾地区正在遭遇暴风雪(图:windy.com)▼


北京时间2月7日8时欧亚地区地面天气图,红圈即已经深入安纳托利亚高原的气旋(图:中央气象台)▼


最后,祝愿所有受到地震影响的人们平安!


参考资料

1.Akgün, Elif & İNCEÖZ, Murat. (2021). Tectonic evolution of the central part of the East Anatolian Fault Zone, Eastern Turkey. TURKISH JOURNAL OF EARTH SCIENCES. 30. 928-947. 10.3906/yer-2104-15.

2.Önder Yönlü, Erhan Altunel, Volkan Karabacak.(2017).Geological and geomorphological evidence for the southwestern extension of the East Anatolian Fault Zone, Turkey. Earth and Planetary Science Letters, 469: 1-14,doi: 10.1016/j.epsl.2017.03.034.


本文来自微信公众号:地球知识局 (ID:diqiuzhishiju),作者:风云梦远,校稿:辜汉膺,编辑:果栗乘

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