2011年日本Mw9.0地震引起的震后余滑和粘滞性松弛效应

摘要

2011年3月11日,日本东北部板块边界处发生9.0级大地震,此次地震是日本历史以来记录到的最大地震(Tajima et al.2013),也是被现代测量仪器监测到的大地震之一.陆地GPS观测网和海底GPS观测系统监测到了此次地震引起的巨大的近场形变(Ozawa et al.2012;Sato et al.2011),记录到的同震水平位移分别为5.2m和31.5m(Kido et al.2011).本文基于日本9.0级地震震后4.5年的GPS位移场为研究对象，根据Yamagiwa等(2015)的研究结果，余滑将在震后2.5年后消失，2.5之后的震后形变主要有粘滞性松弛效应引起。进而结合震后3-4.5年GPS观测数据，利用粘弹球体位错理论确定日本MW 9.0地震震中周围区域地幔粘滞性系数为[10][/19]Pa s，地壳的最佳弹性层厚度为30km，从而精确地解析此次地震引起的粘滞性松弛效应，震后形变的主要机制有震后余滑和粘滞性松弛效应两种，通过从GPS位移场中扣除粘滞性松弛效应，分离出震后余滑产生的震后位移，最后利用Zhou等(2014)球体位错理论反演方法获得震后余滑的演化过程，发现日本地震引起的余滑效应大约持续3年。