杜海林 許力生

（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

2011年3月11日，日本當(dāng)?shù)貢r間14時46分，日本東北部海域發(fā)生Mw9.0地震并引發(fā)海嘯，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。地震引發(fā)的海嘯影響到太平洋沿岸的大部分地區(qū)，并造成日本福島第一核電站1～4號機組發(fā)生核泄漏事故。此次地震引起了國際社會的強烈關(guān)注，已有多個研究機構(gòu)用不同方法和資料對其破裂過程進行了研究。

遠震震源破裂過程成像的廣義臺陣技術(shù)是自2004年蘇門答臘-安達曼地震以來興起的一種新方法，該方法利用時間域波形聚束技術(shù)確定大地震破裂過程中所有可能的能量輻射源，從而構(gòu)成從初始破裂點開始以來的整個破裂過程圖像。又稱為反投影法（back-projection method)。對于具體地震，首先給定震源深度，將震中區(qū)劃分為二維網(wǎng)格，計算每個網(wǎng)格點到各臺站的理論走時，然后依此理論走時將某一時間窗內(nèi)的信號延遲疊加，計算聚束能量，反投影到相應(yīng)的網(wǎng)格點，能量最大的點即為該時間窗內(nèi)信號對應(yīng)的破裂點；通過滑動時間窗，可以得到一系列后續(xù)破裂點的位置，從而獲得整個破裂過程中破裂點的時空分布。

在這項研究中，我們利用IRIS提供的全球臺網(wǎng)震中距30°～90°的波形數(shù)據(jù)，構(gòu)成美國USArray、美國阿拉斯加和歐洲3個廣義臺陣，選擇0.1～1 Hz之間的信號，聯(lián)合3個臺陣，得到了日本大地震破裂過程圖像。結(jié)果顯示，此次日本大地震破裂總長度約250 km，前100 s很可能是雙側(cè)破裂，100秒到140 s，向西南破裂，之后破裂前鋒回返，在破裂持續(xù)165 s后，破裂過程結(jié)束，破裂持續(xù)時間至少140 s（最長不超過165 s）。整個過程的平均破裂速度較小，約1.3 km/s，但是破裂激發(fā)的海嘯很大，這與之前的研究結(jié)果是一致的，即破裂速度小的海底地震，更容易激發(fā)大海嘯。

圖1 聯(lián)合3個臺陣得到的破裂點分布