2015年尼泊尔地震影响珠峰地区垂向变化的大地测量监测及反演研究

Great earthquakes occurred in Indian and Eurasia plate margin play important roles in the uplift process of Himalayan orogenic and are also the control factor to drive the crustal shortening and thickening of the plate margin. However, as the insufficient information of geodesy and history earthquakes, the understanding to the accommodation effect for earthquake cyclic motion in the uplift process of Himalayan orogenic is still limited. The Nepal earthquake occurred in April 25,2015 provided an unusual opportunity to research the mechanism for great earthquakes of plate margin to influence the uplift deformation of Himalayan orogenic. In this study, we take Everest region as research object and expect to obtain the high-precision, high resolution crustal vertical deformation field for interseismic, coseismic and postseismic period by integrating the several decades GPS, levelling, InSAR and gravity data relying on continuous geodesy monitoring after the event. We expect to analyze the temporal and spatial evolution characteristics of crustal deformation for Everest responding to Nepal earthquake. Furthermore, we attempt to construct the fault motion model for interseismic and postseismic period in Everest region to reveal the control effect of vertical deformation for earthquake cyclic motion in Everest region, which might help us to deeply understand the present-day uplift deformation mechanism for Himalayan and Tibet Plateau.

印度-欧亚板块碰撞是喜马拉雅造山带持续隆升的根本原因，板缘特大地震作为板块间挤压变形的弹性回跳过程，对造山带构造隆升具有一定制约、调节作用，但由于大地测量观测缺失和历史地震资料的不足，对于板缘周期性特大地震在喜马拉雅造山带隆升的具体作用（幅度、机制、过程）仍认识有限。 2015年4月25日发生在尼泊尔首都附近的Ms8.1级地震为以上研究提供了良好契机。本研究拟以珠峰地区为对象，以珠峰地区积累多年的GPS、水准、InSAR和重力资料为基础，配合震后持续的大地测量监测，对珠峰地区震间、同震和震后阶段的地壳垂直位移场展开高精度、高分辨率测定，通过对多源时变数据融合，进一步尝试构建珠峰地区震前、震后断层垂直运动模型，分析本次尼泊尔地震导致珠峰地区变形的幅度分布和响应机制，揭示大震过程对珠峰地区垂向变形的制约作用，该研究对深入认识喜马拉雅和青藏高原构造隆升及其动力学具有重要意义。

珠穆朗玛峰作为世界最高峰，其垂向变形特征一直备受关注，然而由于大地测量等关键资料缺乏，对其长期隆升幅度、样式及其动力学机制尚不十分明晰。2015年尼泊尔地震为研究板缘特大地震周期过程对珠峰地区长期隆升的控制机理提供了良好契机。本项目收集整理了珠峰地区的各类大地测量资料（GPS、水准、InSAR），并在珠峰地区新增震后GPS站点20余个。通过开展震后长期持续观测，获取了珠峰地区现今高分辨率的地壳三维变形场。联合同震InSAR数据，精确量化了尼泊尔地震的同震垂直位移，并反演了同震破裂和震后余滑模型，结果表明珠峰地区受尼泊尔地震影响，产生了cm级的沉降变形。反演结果揭示尼泊尔地震具有明显的单侧破裂特征，并且同震滑移以逆冲为主，兼具少量右旋走滑分量，符合喜马拉雅造山带整体挤压推覆的构造特点。地震引发的断层能量释放主要集中在10~20 km深度，震后余滑主要分布在同震破裂区北侧，位于中地壳断坡下部的近水平滑脱层上，深度普遍大于25 km。联合震间多源大地测量数据，并顾及历史特大板缘地震的震后粘弹性松弛效应，我们构建了包括珠峰在内的整个喜马拉雅主逆冲断裂（MHT）的震间闭锁模型，结果表明在尼泊尔段，MHT的断层浅部基本处于完全闭锁状态，闭锁区从MFT出露地表处一直往北延伸到高喜马拉雅山前，宽度大致为100 km，沿断层走向，从珠峰以西到珠峰以东地区，断层闭锁宽度呈现逐渐增大的趋势。本项目开展的各项研究工作，不仅可深入对以尼泊尔地震为代表的板缘特大地震的弹性回跳过程的认识，而且有助于揭示大震周期过程对珠峰地区垂向变形的制约作用。