阿尔巴尼亚海岸发生6.4级强震, InSAR 数据显示该地震并不简单

InSAR 观测数据显示,阿尔巴尼亚6.4 级地震为向南西西方向倾斜的逆冲断层

2019年11月阿尔巴尼亚海岸6.4级强震
(M6.4 2019 Albania earthquake )

作者:利青 (IPGP)     罗恒 (WHU)


当地时间11 月26日凌晨2点54分,阿尔巴尼亚发生6.4 级地震。美国地质勘探局(USGS)报道,本次地震震中位于首都地拉那西(Tirana)西北约30 公里一海边度假胜地圣彼得海滩(Plazhi San Pietro),震源深度约24 公里(EMSC 报道为10km,USGS, IPGP 与 GFZ报道均为24km),震源机制显示为逆冲型地震。

这次地震严重影响了附近包括首都在内的两大城市(Tirana 和 Durres)。由于当地建筑多未考虑地震影响 (earthquake code),导致大面积房屋倒塌,导致51人死亡,两千多人受伤。此次地震是阿尔巴尼亚近40年来最强震。

区域地质构造

2019 阿尔巴尼亚地震位于阿尔巴尼亚碰撞带。此碰撞带为板块边界处,在碰撞带南部,是北安纳托利亚走滑断层(图1)。北安纳托利亚断层为世界上最活跃的走滑断层之一,此断层约1600km 长,最大滑动量约85 km的右旋走滑断层(Hubert et al., 2000; Hubert-Ferrari et al., 2003)。此断层是由于阿拉伯板块与亚欧板块碰撞形成(Armijo et al., 1992; Jolivet et al., 2013; King et al., 1983; Lyon‐Caen et al., 1988; Makris and Papoulia, 2016; Meyer et al., 1996)。据研究表明(如 Hubert-Ferrari et al., 2003)阿拉伯板块继续以大约2cm/year 速度继续向北碰撞亚欧板块,板块之间的碰撞引发了大量地震,严重影响着土耳其、希腊,以及东欧包括阿尔巴尼亚多个国家。

周围历史地震分布

从1900 年到2019 年历史地震记录告诉我们, 此地区为多发地震区。包括阿尔巴尼亚海岸在内的沿着海岸线的碰撞带都是地震高发地区,并且地震震源深部相对较浅,小于30 km(图2),地震对当地危害较大。

我们并分析了1960-2019 年此地区的大于5.5 级地震的震源机制(图3)。这些震源机制分布告诉我们当地的应力场走向。沿着阿尔巴尼亚海岸为北东与南西向碰撞挤压应力为主,也是这次2019 阿尔巴尼亚地震类型的体现了该区域应力场状态。阿尔巴尼亚东部并存有北西与南东向拉伸应力。

阿尔巴尼亚海岸发生6.4级强震, InSAR 数据显示该地震并不简单
图1. 当地构造显示此次阿尔巴尼亚地震发生在阿尔巴尼亚碰撞带上,此碰撞带是阿拉伯与亚欧板块碰撞的边界处。15百万年前阿拉伯板块开始碰撞亚欧板块,随后形成北安纳托利亚大型右旋走滑断层,此断层约1600 km 长,伴有高达85 km 走滑量,此断层与南部的俯冲带一起作用把安纳托利亚块体向西挤压出去。爱琴海(Aegean Sea)是系列东西走向南北张拉正断层形成盆地。红色箭头为块体移动方向。黑色框为图3位置。
阿尔巴尼亚海岸发生6.4级强震, InSAR 数据显示该地震并不简单
图2. 1900年1月-2019年11月30号 此地区大于5 级的地震分布图:此图显示位于阿尔巴尼亚碰撞带是这个世纪来的地震多发带。红星位置显示是2019 年11月阿尔巴尼亚地震震中位置。
阿尔巴尼亚海岸发生6.4级强震, InSAR 数据显示该地震并不简单
图3. 1960-2019 近50年来此地震周边地区大于5.5级的地震震源机制告诉我们阿尔巴尼亚地震以及附近位于北东与南西向挤压(灰色箭头所示),并且阿尔巴尼亚地震东部1963年和2002年发生的三个正断层地震显示北西与南东向拉伸,此与图1 的爱琴海盆地正断层方向一致。

2019 阿尔巴尼亚地震构造

InSAR Sentinel-1 升降轨数据都显示,在震中位置的周边变形量很大(图4与5),但是地表破裂量相对较小,这可能暗示该地震并未破裂到地表 (如 Stein and Sevilgen, 2019). 从InSAR 观测数据建议为向南西西方向倾斜的逆冲断层,这与前人研究的区域断层向北东东倾斜方向相反(见图3所示)。此地震逆冲方向依然期待更多的观测分析结果验证。

阿尔巴尼亚海岸发生6.4级强震, InSAR 数据显示该地震并不简单
图4. INSAR Sentinel-1 降轨数据显示此逆冲破裂未达到地表:黄色五星为震中位置,黑色虚线为疑似此次地震断层位置。INSAR 数据建议为向南西方向倾角的逆冲型断裂。
阿尔巴尼亚海岸发生6.4级强震, InSAR 数据显示该地震并不简单
图5. INSAR Sentinel-1 升轨数据也显示此逆冲破裂未达到地表

此类逆冲型地震未破裂到地表的地震近年来也有发生,比如2016 年尼泊尔地震 (Hubbard et al., 2016) 。虽然地震破裂未到达地表,但是地震波传播引起的震动影响了震中周围很大区域。尤其是此类地震发生在盆地区域,盆地的松软沉积物对地震波有一定的放大作用。如果此类地震发展在本地并是海滨城市,即使是震级烈度较小,如果当地含水量大,由于砂土液化和放大效应,也会对城市建筑物带来致命的危险。


参考
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  • Hubbard, J., Almeida, R., Foster, A., Sapkota, S.N., Bürgi, P., Tapponnier, P., 2016. Structural segmentation controlled the 2015 Mw 7.8 Gorkha earthquake rupture in Nepal. Geology 44, 639-642.
  • Hubert, A., Barka, A., Jacques, E., Nalbant, S., Meyer, B., Armijo, R., Tapponnier, P., King, G.C., 2000. Seismic hazard in the Sea of Marmara following the Izmit Earthquake. Nature 404, 269-273.
  • Hubert-Ferrari, A., King, G., Manighetti, I., Armijo, R., Meyer, B., Tapponnier, P., 2003. Long-term elasticity in the continental lithosphere; modelling the Aden Ridge propagation and the Anatolian extrusion process. Geophysical Journal International 153, 111-132.
  • Jolivet, L., Faccenna, C., Huet, B., Labrousse, L., Le Pourhiet, L., Lacombe, O., Lecomte, E., Burov, E., Denèle, Y., Brun, J.-P., 2013. Aegean tectonics: Strain localisation, slab tearing and trench retreat. Tectonophysics 597, 1-33.
  • King, G., Tselentis, A., Gomberg, J., Molnar, P., Roecker, S., Sinvhal, H., Soufleris, C., Stock, J., 1983. Microearthquake seismicity and active tectonics of northwestern Greece. Earth Planet. Sci. Lett. 66, 279-288.
  • Lyon‐Caen, H., et al., Armijo, R., Drakopoulos, J., Baskoutass, J., Delibassis, N., Gaulon, R., Kouskouna, V., Latoussakis, J., Makropoulos, K., Papadimitriou, P., 1988. The 1986 Kalamata (South Peloponnesus) earthquake: Detailed study of a normal fault, evidences for east‐west extension in the Hellenic Arc. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 93, 14967-15000.
  • Makris, J., Papoulia, J., 2016. Crustal structure and tectonic deformation of the Cyclades revealed from deep seismic soundings–The Kythnos–Chios seismic profile.
  • Meyer, B., Armijo, R., Massonnet, D., De Chabalier, J., Delacourt, C., Ruegg, J., Achache, J., Briole, P., Papanastassiou, D., 1996. The 1995 Grevena (Northern Greece) earthquake: fault model constrained with tectonic observations and SAR interferometry. Geophysical research letters 23, 2677-2680
  • Stein, R.S., Sevilgen, V., 2019. Albania earthquake strikes highest-hazard zone in the Balkans, devastating nearby towns. Temblor.

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