2. 引力与固体潮国家野外观测研究站, 武汉市森林大道196号, 430000;
3. 中国地震局地震大地测量重点实验室, 武汉市洪山侧路40号, 430071;
4. 湖北省地震局, 武汉市洪山侧路48号, 430071;
5. 武汉市测绘研究院, 武汉市万松园路209号, 430022
据中国地震台网测定,北京时间2020-06-14 22:24土耳其(40.75°E, 39.40°N)发生MW5.9地震,震源深度约10 km。根据土耳其灾害和紧急情况管理局(Turkey’s Disaster and Emergency Management Authority, AFAD)发布的相关研究报告(https://deprem.afad.gov.tr/depremdokumanlari/1836),此次地震矩震级为MW5.7,持续时间约15.04 s。AFAD依据T50降轨数据计算出,主要的视线向形变量约7 cm。
如图 1所示,研究区构造较为复杂,主要受安那托利亚板块、阿拉伯板块、欧亚大陆板块三大板块的共同作用,汇聚于卡尔勒奥瓦三联点(KTJ),其结果使得安那托利亚板块向西不断运动,发育的主要断层为北安那托利亚断层与南安那托利亚断层[1]。其中,北安那托利亚断层是以右旋走滑为主的断层,且兼具少量的逆冲特性,是一条1 200 km长的走滑断层,从卡尔勒奥瓦向西延伸;南安那托利亚断层以左旋走滑为主[2-3]。GPS数据解算出北安那托利亚断层右旋走滑量为24 mm/a,南安那托利亚断层左旋走滑量为10 mm/a[4]。1976~2020年MW≥5地震目录(https://www.globalcmt.org/CMTsearch.html)统计结果显示,截至2020-07-01,该区域共发生49次5级以上地震,地震主要沿着这两条大断层分布。其中MW≥6.0地震共5次,最近的一次为2020-01-24发生在南安那托利亚断层附近的MW6.8地震。
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红色矩形代表T50降轨范围, 3个红色震源机制解分别由GCMT、AFAD、USGS提供, 蓝色震源机制解表示2020-06-15发生的MW5.5余震 图 1 构造地震背景 Fig. 1 Tectonic and seismic background |
图 1中蓝色矩形框(40.55°~41.05°E, 39.25°~39.55°N)内为选取的重点研究区域。本次地震发生在该范围内,位于北安那托利亚断层附近,该区域历史地震活动性较强,聚集了大量5~6级地震,研究本次地震的相关特征,有利于分析所在区域的地震危险性。
本次地震附近GPS站点稀疏且未观测到明显的同震形变。另外,地震波数据一般受台站分布的影响,反演得到的发震断层的走向和倾角精度存在较大误差,且存在中强地震震中定位不精确的现象。如图 1所示,GCMT、AFAD、USGS等3个机构提供的震中位置存在差异,这给后续的同震破裂研究带来诸多不便。近场的大地测量数据,比如InSAR数据,能够直观地获取近场形变数据,可以很好地约束发震断层的几何形状参数。
综上,本文利用Sentinel-1A数据,通过D-InSAR技术提取同震形变场,采取贝叶斯自举优化法研究发震断层几何形状特征[5],用有限断层方法反演断层破裂滑动分布[6],为准确认识此次土耳其MW5.9地震的形变特征以及发震构造提供参考。
1 InSAR数据数据处理和形变分析本文使用欧空局(https://sentinel.esa.int/)升降轨Sentinel-1A干涉宽幅数据,对于升轨T43数据,震前影像拍摄时间是2020-06-02,震后影像拍摄时间是2020-06-14(具体时间是15:18:35.017,距震后约1 h),经过处理后的干涉图没有明显的同震信号,是噪声过大所致,所以舍弃该结果。考虑到2020-06-15 06:51:31(UTC)该区域发生MW5.5余震,如果影像时间跨度包含余震事件,则在后续的同震形变提取中难以剔除,所以选取的影像时间跨度上应尽量不包含MW5.5余震信号。综上,本文采用降轨T50数据,震前影像拍摄时间是2020-06-03,震后影像的结束拍摄的准确时间为2020-06-15 03:17:50.848(UTC),影像相关的具体信息如表 1所示。
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表 1 Sentinel-1A的详细参数 Tab. 1 Detailed parameters of sentinel-1A |
使用InSAR scientific computing environment (ISCE) [7]对降轨数据进行D-InSAR处理,采用欧空局发布的精确轨道文件来减小轨道误差的影响,采用30 m分辨率的SRTM数字高程模型消除地形的影响[8],利用Goldstein滤波方法提高信噪比[9],基于Snaphu(statistical-cost, network-flow phase-unwrapping algorithm)[10]算法进行相位解缠。然后,通过地理编码获取土耳其地震降轨的同震形变场(图 2)。利用generic atmospheric correction online service(GACOS)模型[11](http://ceg-research.ncl.ac.uk/v2/gacos/)消除对流层大气延迟所引起的误差,最终得到经大气改正后的形变场(图 3)。
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图 2 土耳其地震降轨的同震干涉图 Fig. 2 Coseismic interferogram of descending track of Turkey earthquake |
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