文：小昕
编辑：小昕
在日本东北-北海道俯冲带那珂冲、钏路冲、浦川冲，以及釜石冲地区的的重复地震，都表现出复杂多变的破裂过程。
然而它们的破裂区域明显重叠，并且是平行于滑移方向的拉长。这些地区的一些部分也被较小的地震反复破裂，这些较小的地震和中等规模的事件有时遵循几乎相同的破裂过程。
因此这些地区可能存在一种特征结构，它由几个椭圆形斑块代表，这些斑块在板块界面的滑移方向上是拉长的。
在从钏路-冲地区延伸到俯冲区的那珂-冲地区的板块界面的1000公里沿线上，很可能形成了许多条纹结构。
今天小昕就给大家讲一下，北海道俯冲带发震区的规模，对破裂区地质的层次结构有什么影响。
沿断层的动态断裂现象
分层分布的较小的斑块独立破裂，它们既可能停止产生小地震，也可能发展成大地震。地震是随机的过程，但也可能不是完全随机的，因为地震区预先存在的特征结构可能在某种程度上控制着破裂过程。
大多数断裂是短暂的，这会导致小地震，而有些断裂则继续传播成大地震，地震的大小是否可以从特征上确定。
而在特定的发震区是一个随机的过程，关于地震演化的推论位于概念性地震破裂模型的两个终端成员之间，即特征模型和层次模型。
同一破裂源沿断层重新激活，表明可以从某些发震区确定地震规模，我们把这种地震行为称为 "特征"。
许多中大型地震的行为，在某种程度上具有特征性，此外，在全球范围内也检测到小型重复地震，如加利福尼亚、东北-北海道俯冲带，关东，琉球，土耳其，和台湾。
这些特*地征**震表明，存在一个嵌入板块边界的、与时间无关的斑块状结构，构成了特*地征**震模型的基础，每个地震区的潜在地震规模，是以特征方式确定的。
然而众所周知，许多自然地震显示出各种类型的规模独立性，以及幂律分布，一些地震波形最开始就具有自相似性，它与地震规模无关。
而有很大程度的自相似性，这构成了分层地震模型的基础，即地震破裂作为分层斑块状结构的级联破坏在一定范围内传播，没有任何可区分的成核过程。在这种情况下，最终的地震规模是随机的。
在同一斑块沿断层界面重复破裂的过程中，破裂过程可能因事件而异，这一点经常被认为是大型板块间事件和小到中度重复地震，这些地震的性质大多介于特征模型和层次模型之间。
但是，目前还没有确定震源的特征性和层次性的定量措施。可由于对具体的重复性破裂的观察不够，对地震破裂过程的这种描述仍然是定性的。
中等规模的重复地震是全面分析断裂过程的区域特征的理想目标。在日本的东北-北海道俯冲带，已经观察到几个重复地震序列。
中冲、钏路冲、浦川冲和釜石冲地区准确的相对震源位置，以更好地理解大时间和大震级范围内的发震特征，浦川冲和釜石冲地区的地震发生在板块界面上的条纹结构上，其方向与断层滑动方向平行。
中等规模地震的总体属性
利用波形交叉关系确定的相对到达时间，分别确定了中冲、钏路冲、浦川冲和釜石冲地区的61、16、115和85次地震的震源中心点的准确相对位置。
通过最大化所有台站和地震图组成部分的波形交叉关联的总和，来估计每对事件的相对次中心位置，然后确定与相对位置的中心点集合，使用交叉关*总联**和的值进行加权。
分析的数据包括从404个台站中选出的72、115、132和296个台站的速度地震图，分别记录在Naka-Oki、Kushiro-Oki、Urakawa-Oki和Kamaishi-Oki地区的速度地震图。
每个地震台都配备了一个1Hz的3分量地震仪，以每秒100个样本的速度记录地面速度，在分析之前，对数据进行了1-10Hz的带通滤波器。
每个板块都以圆圈表示地震位置，圆圈大小代表事件的估计震源大小，这些震源大小是根据其震级和38MPa的恒定应力降计算出来的，这是对釜石-冲重复地震序列的估计。
震源位置的估计误差各不相同，取决于各个地震，但中冲、钏路冲、浦川冲和釜石冲地区的平均标准偏差分别为100、200、20和70米。
确定的地震的焦点机制，表明是低角度的反向断层，从而突出了这些事件发生在板块边界上。
根据每个地区的焦点机制估计，浦江-冲和釜石-冲地区的地震中心点呈线性分布，并与区域滑移方向平行。
虽然这一特征在中冲和钏路冲地区的地震中并不明显，通过采用下节所述的滑移反演法，对另一种与滑移方向平行的条纹状结构进行了成像。
这些地震中的大多数已被确认为重复地震，它们持续地破裂了板块界面的大约同一片区域。我们根据这些信息和重新定位的结果，分析相对位置、预期震源大小和可能的误差，发现地震的破裂区域很可能是重叠的。
断层平面的走向和倾角是根据NIED的F-net焦点机制假定的，模型空间被定义为这个焦点平面上的一个大约1公里×1公里的区域，确切的大小是通过初步分析为每个事件凭经验确定的，以覆盖每个事件的主要滑动区域。
时间模型的空间也是根据经验确定的，对P波的垂直分量和S波地速地震图的南北和东西分量，采用了带通滤波器。
数据长度的确定是为了包括所有有足够余量的信号，钏路冲和中冲地区的M组事件分别使用了1.8s和2.0s的记录，而较小的事件则使用了较短的数据，每个数据在P波或S波到达前0.3秒开始。
对分析中使用的相同数量的站点进行随机重新采样，允许相同数据的重复，并使用NNLS重新估计模型参数，然后多次重复这一程序，在试验后计算模型参数的平均值和标准偏差。
这使我们也可以评估形成破裂过程的数量的平均值和误差，如总地震力矩、累积滑移分布、滑移率历史和源时间函数，通过计算所有试验中估计的模型参数的平均值和标准偏差。
平均数和误差在100次试验后没有明显变化，无需明确引入平滑约束，就能获得相当平滑的滑移分布。
钏路-冲的滑移反演
钏路冲地区三次M4.7-4.8地震和一次D组小地震的时空滑移分布，比较了M2005的观测波形和模拟波形，发现几乎每个台站的观测波形，都能被理论波形很好地解释。
显示了M2005的总滑移分布和滑移率历史，M2005的初始破裂在0.1秒的快照中，靠近源头位置，随后破裂向两侧传播，并与滑移方向平行。
在这次反演中，初始破裂点和破裂速度不受限制，模拟的M2005的震级是Mw4.7，接近于JMA估计的M4.8的值。
最大的滑移量发生在事件的源区附近，那里的总滑移量为40-70厘米，这个估计的滑移量与预期的滑移赤字43-51厘米相当。
然而，使用其他事件也得到了近乎相同的结果，其中观察到的破裂历史，以及滑移分布在本质上是相似的。
最大的滑移量出现在事件的源区附近，每个事件的总滑移量为50-60厘米，这些估计的滑移量与预期的43-51厘米的滑移赤字相当，然而因为简单源机制，由源位置附近的一个点源近似，没有表现出滑移分布的这种拉长。
钏路-冲地区四次地震的总滑移分布情况，投影到共同的空间坐标上，与其他事件相比，M2005的滑移区在断层面较浅的区域更加细长。
三次中等规模重复地震的破裂区域重叠，并且是平行于滑移方向的拉长型，这些地区的一部分也被较小的事件反复破裂。
对于地震的大小是否可以从特征上确定，还是在特定的地震区是一个随机的过程，一直有很大的争论。然而由于对具体地区的重复性破裂观察不足，地震发生模型仍然是定性的。
利用次中心重定位法和波形反演法，调查了日本东北-北海道俯冲带的四个中等规模（M~4.8）的重复地震家族和附近的较小事件。
发现中等规模的重复地震的破裂区域明显重叠，并且是平行于滑移方向的拉长。这些地区的某些部分也被较小的地震反复破裂，这些较小的地震和中等规模的事件，有时遵循几乎相同的断裂过程。
实验这些结果表明，存在一个基本上与时间无关的特征条纹结构，它由几个在板块界面滑移方向上拉长的椭圆斑块代表。
这些斑块可能拥有分层分布，大地震是大斑块的破坏，而大斑块是由小斑块连续级联上升过程的结果。
结论
实际上小斑块也可能承载一个独立的小地震，小斑块破裂发展成大规模破裂的可能性，取决于滑移界面物理条件的细微差别，在实际中无法观察到。
类似的结构可能沿着从北海道，延伸到关东地区的1000公里长的俯冲带发展，在地震破裂过程中发挥了重要作用。
地震是随机的过程，但也可能不是完全随机的，因为发震区预先存在的特征在一定程度上调节着地震破裂行为，因此确定每个发震区的层次结构和条纹结构，对更好地预测某次地震的规模是非常有用的。