基于大地测量观测的 2015年 Mw 7.8尼泊尔地震震后变形研究

On April 25, 2015 an earthquake of Mw 7.8 occurred on the central segment of the Himalayas, which has caused heavy casualties and property loss. Co-seismic investigations show that the main rupture of the earthquake locates at the deep portion (5-15 km) of the eastern segment within the previously identified seismic gap, between the 1934 Bihar Mw 8.1 earthquake and the 1505 Lo Mustang Mw 8.2 earthquake. However, no clear slip was found at the western segment and at the shallow portion of the eastern segment. Interseismic studies indicate that the seismic gap, including the unruptured areas, was highly locked to accumulate seismic strain before the event. Therefore, nearby seismic hazard in future has caused widespread concern. Aseismic afterslip following the main shock has found to be another important way to release the accumulated seismic strain, which may highly affect the assessment of regional seismic hazard. The purpose of this project is to study postseismic deformation following the 2015 Nepal earthquake with incorporation of modern geodetic techniques, InSAR and GPS. Furthermore, we will investigate the related postseismic process, including the time-dependent afterslip and viscoelastic relaxation of the lower crust and upper mantle. The study will also enlighten regional seismic hazard assessment and seismogenic mechanisms of large earthquakes on the central segment of the Himalayas.

2015年4月25日，Mw7.8尼泊尔地震发生在喜马拉雅造山带中段，造成了惨重的人员伤亡和财产损失。研究表明，这次地震的主要破裂发生在1934年Mw 8.1比哈-尼泊尔地震和1505年Mw 8.2木斯塘地震之间的空区东段 5-15 km深度的断层面上，而这一空区西段和浅部断层面上没有发现明显的断层破裂。震间研究结果显示这些未破裂区域在尼泊尔地震前同样处于较强的闭锁状态，积累了明显的应变。因此，这些未破裂断层区域的地震危险性引发了广泛关注。前人研究表明，震后余滑也是断层所积累弹性应变的一种重要释放形式，对地震危险性的客观评估有重要影响。本项目拟利用大地测量观测的形变资料为约束，研究2015年尼泊尔地震的震后过程，获取断层余滑时空分布和下地壳/上地幔的粘滞性结构，为喜马拉雅造山带中段的地震危险性评估及强震孕育机理提供依据。

研究强震的震后变形过程可以约束断层的持续余滑和孕震区流变参数，为孕震机理和地震危险性研究提供依据。2015年4月25日，Mw7.8尼泊尔地震发生在喜马拉雅造山带中段，造成了惨重的人员伤亡和财产损失。研究表明，这次地震的主要破裂发生在1934年Mw 8.1比哈-尼泊尔地震和1505年Mw 8.2木斯塘地震之间的空区东段 5-15 km深度的断层面上，而这一空区西段和浅部断层面上没有发现明显的断层破裂。震间研究结果显示这些未破裂区域在尼泊尔地震前同样处于较强的闭锁状态，积累了明显的应变。因此，这些未破裂断层区域的地震危险性引发了广泛关注。经过4年的努力，本项目针对研究目标，开展了多项研究，取得了丰硕的成果，简介如下：（1）利用大地测量观测的形变资料为约束，系统分析了2015年尼泊尔地震的震后过程，构建了综合震后余滑和粘弹松弛效应的综合模型，获取了断层余滑时空分布和下地壳/上地幔的粘滞性结构，为喜马拉雅造山带中段的地震危险性评估及强震孕育机理提供依据。（2）在本项目的资助下我们发展了一套基于粘弹性的地震周期变形模型，并深入分析了喜马拉雅断裂中段的断层闭锁程度，发现断层的闭锁深度比前人估计要浅，我们的结果显示同震破裂、震后余滑和地震活动性与断层几何有较好的空间相关性；（3）我们发展了综合两种主要机制的震后耦合模型，使对震后余滑和粘弹松弛效应的估计更为客观、准确。这一模型成功应用到了2015年尼泊尔地震和2008年汶川地震的震后变形研究。在本项目的资助下，本项目到目前发表学术论文论文8篇，其中SCI论文4篇（3篇为Nature Index 论文，发表在EPSL, JGR, GRL）。另外，项目培养2名博士研究生和4名硕士研究生（含在读）。总体上，项目完成了各项既定的研究目标。