利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布

李志才; 张鹏; 温扬茂; 廖瑛

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利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布

李志才, 张鹏, 温扬茂, 廖瑛

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李志才, 张鹏, 温扬茂, 廖瑛. 利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(1): 40-43.

引用本文:

李志才, 张鹏, 温扬茂, 廖瑛. 利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(1): 40-43.

LI Zhicai, ZHANG Peng, WEN Yangmao, LIAO Ying. Co-seismic Slip and Rupture of the 2011 Mw 9.0 Tohoku Earthquake from GPS and Sea-floor Point Observations[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(1): 40-43.

Citation:

LI Zhicai, ZHANG Peng, WEN Yangmao, LIAO Ying. Co-seismic Slip and Rupture of the 2011 Mw 9.0 Tohoku Earthquake from GPS and Sea-floor Point Observations[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(1): 40-43.

利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布

1 国家基础地理信息中心大地测量部, 北京市海淀区紫竹院百胜村1号, 100048;
2 武汉大学测绘学院, 武汉市珞喻路129号, 430079;
3 中国空间技术研究院503 所, 北京市海淀区知春路82号院, 100086

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41074007,41021061,41274030);国家教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20110141130010,20100141120033,20090141110055);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(114035,3101036)

详细信息

作者简介:
李志才,博士,高级工程师,现从事大地测量及地球动力学研究。E-mail:zcli@nsdi.gov.cn

中图分类号: P228.41;P227

Co-seismic Slip and Rupture of the 2011 Mw 9.0 Tohoku Earthquake from GPS and Sea-floor Point Observations

1 Geodesy Department, National Geomatics Center of China, 1 Zizhuyuan, Baishengcun, Beijing 100048, China;
2 School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University, 129 Luoyu Road, Wuhan 430079, China;
3 Space Star Technology Co. Ltd., 82 Zhichun Road, Beijing 100086, China

摘要: 收集了国际上发布的通过日本区域密集的地表观测数据获得的高精度同震形变位移,同时收集了靠近震中的5个海底基准点观测到的同震变形。基于以上结果采用分断层滑动模型,基于分层弹性半空间位错理论,采用二阶拉普拉斯平滑算子方法约束断层面上的滑动量,利用最速下降法求解模型的最优解,以期精化该地震断层的滑动分布,进而研究其地震活动机制。研究结果表明,日本地震断层的平均滑动为6.95m,最大滑动量为58.70m,位于东经143.17°,北纬38.25°,地震所释放的能量为4.48×10²² N.m(等效震级为Mw9.07),地震断裂主要集中于东经142°~143.8°,北纬37.2°~39.5°,海平面以下10~30km之间区域。
- 同震变形 /
- GPS /
- 海底基准点 /
- 断层滑动 /
- 反演
Abstract: The Mar 11th 2011 Tohoku earthquake(Mw=9.0) is located in northeastern of Japan.The surface observation data were rapidly obtained using the dense continuously GPS stations covered the island after the earthquake broking.In this paper,the reliable co-seismic deformation field is derived from GPS measurements using the highly precise data processing method and sea-floor points set near the epicenter.The co-seismic fault slip distributions are further inverted to explore the seismic mechanism using the steepest descent method to get the optimal solution.The second-order Laplace smoothing operator method had been used to constrain the fault slip amplitude based on the layered elastic half-space homogeneous model.The inversion results show that the energy released by the earthquake is about 4.48×1022 N·m equivalent to moment magnitude Mw 9.07.The average fault slip is about 6.05m while the maximum slip is about 58.7 m at 143.17 degrees east longitude and 38.25 degrees north latitude according the GPS and sea-floor points observed co-seismic deformation.The seismic fault characteristic is mostly thrust slip slide at the epicenter while some strike slip slide at the edge of faults.
- co-seismic deformation /
- GPS /
- sea-floor point /
- fault slip distribution /
- inversion

[1]	刘洋, 许才军, 温扬茂, 李志才. 杂多Mw 5.9级地震断层滑动的InSAR反演及边界元分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(11): 1678-1686. doi: 10.13203/j.whugis20190368
[2]	李水平, 王琪, 陈刚, 乔学军, 杨少敏, 何平, 陈超. 尼泊尔Mw 7.9级地震同震垂直位移与断层运动模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(10): 1489-1496. doi: 10.13203/j.whugis20160057
[3]	许才军, 周力璇, 尹智. 2013年Ms 7.0级中国芦山地震断层曲面模型的构建及其滑动分布的大地测量反演 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(11): 1665-1672. doi: 10.13203/j.whugis20160040
[4]	徐克科, 伍吉仓, 雷伟伟. 基于GNSS观测网络的断层滑移时空反演 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(10): 1391-1397. doi: 10.13203/j.whugis20140400
[5]	孙文川, 暴景阳, 金绍华, 肖付民, 崔杨. 多波束海底地形畸变校正与声速剖面反演 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(3): 349-355. doi: 10.13203/j.whugis20140142
[6]	许才军, 邓长勇, 周力璇. 利用方差分量估计的地震同震滑动分布反演 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(1): 37-44. doi: 10.13203/j.whugis20150500
[7]	丁开华, 许才军, 温扬茂. 汶川地震震后形变的GPS反演 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(2): 131-135.
[8]	蔡华, 孙汉荣, 赵齐乐, 李鹏. GPS测定的2011年日本9.0级地震的中国大陆地区同震位移场 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(8): 953-955.
[9]	温扬茂, 许才军, 刘洋, 何平. 利用断层自动剖分技术的2008年青海大柴旦Mw6.3级地震InSAR反演研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(4): 458-462.
[10]	许才军, 何平, 温扬茂, 张磊. 日本2011 Tohoku-Oki Mw 9.0级地震的同震形变及其滑动分布反演:GPS和InSAR约束 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(12): 1387-1391.
[11]	吴继忠. 基于GPS观测的Baja California地震地壳变形分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(4): 437-440.
[12]	杨少敏, 聂兆生, 贾志革, 彭懋磊. GPS解算的日本Mw9.0级地震的远场同震地表位移 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(11): 1336-1339.
[13]	刁法启, 熊熊, 李军, 郑勇. 利用GPS观测反演Tokachi-Oki地震(日本)及强余震的同震滑移分布 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(3): 270-273.
[14]	范磊, 符养, 杜晓勇, 李黄. 雾灵山山基掩星观测反演误差分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(1): 89-92.
[15]	李志才, 许才军, 张鹏, 温扬茂. 基于地壳分层的地震断层同震变形反演分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(3): 229-232.
[16]	陈永奇, 伍吉仓. 利用GPS监测区域地壳形变的理论与方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(11): 961-966.
[17]	徐晓华, 李征航, 罗佳. 利用GPS掩星资料反演地球中性大气参数折射角方法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2003, 28(5): 589-592.
[18]	许才军, 李志才. 轮回搜索-贝叶斯法及其在大地测量反演中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2003, 28(6): 658-662.
[19]	陈武, 胡丛玮, 陈永奇, 丁晓利. 基于GPS基准网的GPS快速静态定位及动态定位方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2001, 26(6): 518-523.
[20]	赵少荣, 於宗俦, 陶本藻, 于正林. 断层区域的GPS监测点布设及其探测效果 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1992, 17(3): 43-51.

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利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布

1 国家基础地理信息中心大地测量部, 北京市海淀区紫竹院百胜村1号, 100048;

2 武汉大学测绘学院, 武汉市珞喻路129号, 430079;

3 中国空间技术研究院503 所, 北京市海淀区知春路82号院, 100086

作者简介:
李志才,博士,高级工程师,现从事大地测量及地球动力学研究。E-mail:zcli@nsdi.gov.cn

收稿日期: 2012-11-10
刊出日期: 2013-01-05

中图分类号: P228.41;P227

关键词:

GPS /

摘要: 收集了国际上发布的通过日本区域密集的地表观测数据获得的高精度同震形变位移,同时收集了靠近震中的5个海底基准点观测到的同震变形。基于以上结果采用分断层滑动模型,基于分层弹性半空间位错理论,采用二阶拉普拉斯平滑算子方法约束断层面上的滑动量,利用最速下降法求解模型的最优解,以期精化该地震断层的滑动分布,进而研究其地震活动机制。研究结果表明,日本地震断层的平均滑动为6.95m,最大滑动量为58.70m,位于东经143.17°,北纬38.25°,地震所释放的能量为4.48×10²² N.m(等效震级为Mw9.07),地震断裂主要集中于东经142°~143.8°,北纬37.2°~39.5°,海平面以下10~30km之间区域。

English Abstract

Co-seismic Slip and Rupture of the 2011 Mw 9.0 Tohoku Earthquake from GPS and Sea-floor Point Observations

1 Geodesy Department, National Geomatics Center of China, 1 Zizhuyuan, Baishengcun, Beijing 100048, China;

2 School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University, 129 Luoyu Road, Wuhan 430079, China;

3 Space Star Technology Co. Ltd., 82 Zhichun Road, Beijing 100086, China

Received Date: 2012-11-10
Publish Date: 2013-01-05

Keywords:

Abstract: The Mar 11th 2011 Tohoku earthquake(Mw=9.0) is located in northeastern of Japan.The surface observation data were rapidly obtained using the dense continuously GPS stations covered the island after the earthquake broking.In this paper,the reliable co-seismic deformation field is derived from GPS measurements using the highly precise data processing method and sea-floor points set near the epicenter.The co-seismic fault slip distributions are further inverted to explore the seismic mechanism using the steepest descent method to get the optimal solution.The second-order Laplace smoothing operator method had been used to constrain the fault slip amplitude based on the layered elastic half-space homogeneous model.The inversion results show that the energy released by the earthquake is about 4.48×1022 N·m equivalent to moment magnitude Mw 9.07.The average fault slip is about 6.05m while the maximum slip is about 58.7 m at 143.17 degrees east longitude and 38.25 degrees north latitude according the GPS and sea-floor points observed co-seismic deformation.The seismic fault characteristic is mostly thrust slip slide at the epicenter while some strike slip slide at the edge of faults.

李志才, 张鹏, 温扬茂, 廖瑛. 利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(1): 40-43.

引用本文:

李志才, 张鹏, 温扬茂, 廖瑛. 利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(1): 40-43.

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利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布

作者简介: 李志才,博士,高级工程师,现从事大地测量及地球动力学研究。E-mail:zcli@nsdi.gov.cn

Co-seismic Slip and Rupture of the 2011 Mw 9.0 Tohoku Earthquake from GPS and Sea-floor Point Observations

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利用GPS和海底基准点观测形变反演日本大地震(Mw 9.0)同震断层滑动分布

1 国家基础地理信息中心大地测量部, 北京市海淀区紫竹院百胜村1号, 100048; 2 武汉大学测绘学院, 武汉市珞喻路129号, 430079; 3 中国空间技术研究院503 所, 北京市海淀区知春路82号院, 100086

作者简介: 李志才,博士,高级工程师,现从事大地测量及地球动力学研究。E-mail:zcli@nsdi.gov.cn

English Abstract

Co-seismic Slip and Rupture of the 2011 Mw 9.0 Tohoku Earthquake from GPS and Sea-floor Point Observations

1 Geodesy Department, National Geomatics Center of China, 1 Zizhuyuan, Baishengcun, Beijing 100048, China; 2 School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University, 129 Luoyu Road, Wuhan 430079, China; 3 Space Star Technology Co. Ltd., 82 Zhichun Road, Beijing 100086, China

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李志才,博士,高级工程师,现从事大地测量及地球动力学研究。E-mail:zcli@nsdi.gov.cn

1 国家基础地理信息中心大地测量部, 北京市海淀区紫竹院百胜村1号, 100048;

2 武汉大学测绘学院, 武汉市珞喻路129号, 430079;

3 中国空间技术研究院503 所, 北京市海淀区知春路82号院, 100086

作者简介:
李志才,博士,高级工程师,现从事大地测量及地球动力学研究。E-mail:zcli@nsdi.gov.cn

1 Geodesy Department, National Geomatics Center of China, 1 Zizhuyuan, Baishengcun, Beijing 100048, China;

2 School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University, 129 Luoyu Road, Wuhan 430079, China;

3 Space Star Technology Co. Ltd., 82 Zhichun Road, Beijing 100086, China