(中國地震局地球物理研究所 孫振凱 譯;李金臣 校)
(譯者電子信箱,孫振凱:sunzk1964@163.com)
世界上最大的大陸逆沖斷層系統(tǒng)喜馬拉雅山的前緣是大地震發(fā)生的場所。印度次大陸以40~50mm/a的速率與亞洲大陸碰撞。該碰撞速率中約15~18 mm/a為印度向亞洲之下的俯沖所吸收。然而,這種運(yùn)動并不平穩(wěn),取而代之的是應(yīng)變不斷在地殼中積累,并周期性地以大地震的形式得到釋放,如發(fā)生在1897、1905、1934和1950年的震級在7.8~8.9之間的大地震。雖然每次地震都造成了巨大損失,但均被認(rèn)為沒有產(chǎn)生地表破裂。沒有地表破裂,累積的應(yīng)變不能全部得到釋放。因此,多數(shù)人認(rèn)為將來可能發(fā)生更大的地震。Sapkota等在Nature Geoscience上發(fā)文,證明1934年尼泊爾加德滿都的大地震確實(shí)破裂至地表,之前1255年的一次地震也是如此,這意味著碰撞帶的這一部分積累的應(yīng)變?nèi)炕虼蟛糠值玫街芷谛缘尼尫拧?/p>
喜馬拉雅山前緣的人口密度類似于紐約市。但是,與經(jīng)過專門抗震設(shè)計(jì)的加利福尼亞和日本等地建筑物相比,喜馬拉雅地區(qū)的建筑抗震性能較差。因此,沿著這一重要斷層帶的危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)都很高,使得研究這些大地震的發(fā)生頻率成為重要的事情。為了評估地震的震級和復(fù)發(fā)周期,地質(zhì)學(xué)家必須研究確定斷層之前的活動歷史。
沒有地表破裂的盲斷層上的地震歷史只能從次生效應(yīng)來推斷,例如滑坡、飽和沉積物的液化和地面變形。在野外識別這些斷層運(yùn)動的指標(biāo)是很容易出錯的,這意味著確定震源斷層和斷層的破裂長度,以及地震的震級是十分困難的。
確定地震的發(fā)震時間更困難。斷層和覆蓋沉積之間的相互關(guān)系能夠提供線索。如果在一次大地震中斷層破裂至地表,然后被河流或者山坡沉積物所覆蓋,斷層頂部上、下沉積物可以被測定年代,從而確定地震發(fā)生的時間。如果沒有地表破裂,這種確定時間的方法就難以被采用。因此,在極少發(fā)生斷錯地表地震的地區(qū)(如喜瑪拉雅山前緣),幾乎不可能找到長期的地震記錄。
Sapkota等利用河流沉積物和坡積物變形,以及河流錯位碳同位素年代測定,來確定尼泊爾地區(qū)主前緣逆沖斷層的運(yùn)動,該斷層是標(biāo)示印度板塊和亞洲板塊的現(xiàn)今邊界斷層。他們發(fā)現(xiàn)該斷層在過去100年中某個時間產(chǎn)生過至少150km 的地表破裂。該地區(qū)唯一與之匹配的大地震是1934年尼泊爾加德滿都地震。此外,Sapkota等還在該斷層上發(fā)現(xiàn)一次更早的破裂。該較早的斷層運(yùn)動可能與1255年的大地震有關(guān),在歷史記載中,該地震曾毀滅了加德滿都山谷三分之一的人口,包括尼泊爾國王阿巴亞·馬拉。
圖1 穿過喜馬拉雅的大陸逆沖斷層系統(tǒng)的剖面圖
尼泊爾1255年和1934年地震地表破裂的發(fā)現(xiàn)證明喜馬拉雅地區(qū)的大地震也會斷至地表。在喜馬拉雅逆沖前緣的其他地方,也曾發(fā)現(xiàn)晚全新世地震造成地表破裂??傊@些觀測結(jié)果顯示喜馬拉雅主前緣逆沖帶的特征地震震級為8~8.5。該段喜馬拉雅的地震周期可能是以每幾百年一次、可以產(chǎn)生地表破裂的大地震釋放應(yīng)變的方式來表征,而不是幾千年尺度的應(yīng)變積累后的災(zāi)難性的釋放。
Sapkota 等發(fā)現(xiàn)了尼泊爾1255 年和1934年地震的地表破裂,并確定了1934年地震的最小破裂長度為150km。斷層破裂的全部范圍還不得而知。將來更深入研究破裂的細(xì)節(jié)有助于得到對于這一全世界人口最密集的地震帶的地震危險(xiǎn)性的更完整的認(rèn)識。
原文題目:Tectonics:rupture exposed