據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定,北京時間2026年4月20日15時52分日本本州東部附近海域(北緯39.85度,東經(jīng)143.1度)發(fā)生7.4級地震,震源深度10.0千米。
美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)測定的結(jié)果為:震中位于北緯39.953°,東經(jīng)143.046°,震源深度35 km。
為什么震源深度會差異這么大?這是因為地震的震源深度很難測準(zhǔn)(地震深度測不準(zhǔn)?哈哈)。要測準(zhǔn),需要非常近的臺站,詳情可參考下面這篇歷史推文:
先看看地面震動情況:
視頻來自:東京地震研究司宏俊
從上面的視頻可以看出,跑在最前面的為P波(藍(lán)線),引起的震動弱,PGA(地表峰值加速度)就小;后面的是S波(紅線),引起震動強(qiáng),PGA就大。
再看整體格局,此次地震發(fā)生在日本海溝,此處是太平洋板塊與北美板塊“俯沖摩擦”的地方,俯沖速率非常大,每年有約83毫米。在過去100年中,本次地震周圍250公里范圍內(nèi)已發(fā)生36次7級及以上的地震,時間上最近的一次為:2025年12月8日青森縣發(fā)生的7.6級地震,位于本次地震的西北方向約137公里處(2025年地震震中位置:40.998°N,142.184°E,據(jù)USGS)。
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再仔細(xì)看細(xì)節(jié),從空間上看,就本次地震的破裂分布而言,全球不同研究小組采用不同的數(shù)據(jù)作為約束,得到了相似的結(jié)果。初步結(jié)果顯示:主要破裂區(qū)域呈現(xiàn)橢圓型,長軸長約35-40 km,短軸長約30 km,最大滑動量約3-4 m。這似乎暗示著此次地震破裂過程較為簡單?形象地講,有點破著破著,動力不足,自發(fā)停止的感覺,因為只有這樣,才能讓停止邊界近乎為一個完美的橢圓。深入理解地震大小與破裂空間分布形狀可參考:
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從時間上看,下圖震源時間函數(shù)揭示地震破裂時間持續(xù)約30-40秒,結(jié)合上圖的破裂尺度,這說明該地震的破裂速度較慢,可能小于2 km/s。仔細(xì)觀察,破裂似乎只破裂一個主要的凹凸體,這再次說明此次地震的破裂過程可能較為簡單。
注:震源時間函數(shù)反映的是地震能量釋放在時間上的特征,后面那個尾巴有可能是停止震相(即讓破裂停止的“信息”)的結(jié)果。
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值得指出的是,這些反演結(jié)果都是初步結(jié)果,要獲得更精細(xì)的破裂時空演化,回答此次地震破裂過程是否真的較為簡單這一問題,需要采用更多數(shù)量與種類的近場觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行約束。比如下圖所示的同震GPS場,InSAR等大地測量資料,近場的強(qiáng)震波形資料,海嘯波資料(此次地震激發(fā)了近1米的海嘯),海底形變觀測資料等。
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(https://www.gsi.go.jp/cais/topic20260420_sanrikuoki_00001.html)
從能量積累看,此次地震發(fā)生位置每年大概積累大于2 cm的形變量,這意味著100年就能積累超過2米。換言之,發(fā)生大地震的能力非常強(qiáng)。果真如此嗎?從歷史大地震分布看,在過去100年,本次地震破裂區(qū)域周圍曾在1931年、1968年、1989年與1994年發(fā)生過大地震。并且這些歷史大地震的破裂區(qū)域都比本次地震要大。主要破裂區(qū)域似乎處于1989年和1994年中間未破處,但該區(qū)域在1931年與1968年(1994年?)均發(fā)生過破裂。這說明此處大地震的復(fù)發(fā)間隔可能非常短,約30-40年就有一個7級以上的大地震。
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(改自Satake and Fujii,2014)
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(改自 Yamanaka and Kikuchi, 2004)
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(改自Satake and Fujii,2014)
此次地震和2011年9級日本東北大地震有什么關(guān)系呢?在空間分布看,此次地震位于日本東北大地震破裂區(qū)域最北側(cè)不足100公里。結(jié)合震間能量積累格局與歷史大地震分布,日本本州東部北側(cè)的滑動虧損已經(jīng)達(dá)到了一定的量,大地震是否有向北遷移的趨勢?本次地震以及去年的7.6級地震是否意味著,該區(qū)域新一輪的7級大地震會在此“輪番上映”,值得進(jìn)一步關(guān)注與研究。
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(改自Satake and Fujii,2014)
最后說說海嘯吧,本次地震產(chǎn)生了海嘯,但不強(qiáng),沿海觀測站記錄到的實際波高均低于1米,下圖中顯示的最高波位于久慈港(Kujiko),為0.8米。
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Source:JMA
總之,本次地震發(fā)生在一個歷史大地震頻發(fā)區(qū)域(約30-40年就有一個7級以上地震),該地震破裂時空演化可能較為簡單。同時,此次地震的破裂速度似乎較慢,不到2 km/s,這對一個7.4級大地震來講是很慢的,這是否指示了其應(yīng)力降很低?由此推斷有效正應(yīng)力低?孔隙壓力作用強(qiáng)?這些推測都有待進(jìn)一步研究確認(rèn)。
與日本發(fā)生大型俯沖地震后的常規(guī)做法一樣,日本氣象廳(JMA)發(fā)布了巨震預(yù)警。這本質(zhì)上是一份聲明,承認(rèn)了一個科學(xué)事實:當(dāng)巨型逆沖斷層上發(fā)生大地震時,觸發(fā)更大地震的風(fēng)險會隨之升高。這一預(yù)警系統(tǒng)于2019年建立,首次巨震預(yù)警于2024年發(fā)布。針對此次近期地震發(fā)布的預(yù)警,是迄今為止的第四次。
關(guān)于日本巨震預(yù)警的來龍去脈:
參考文獻(xiàn):
Yamanaka, Y., & Kikuchi, M. (2004). Asperity map along the subduction zone in northeastern Japan inferred from regional seismic data. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 109(B7).
Satake, K., & Fujii, Y. (2014). source models of the 2011 Tohoku earthquake and long-term forecast of large earthquakes. Journal of Disaster Research, 9(3), 272-280.
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