土耳其两次超强地震,太不寻常了
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NO.2401-土耳其大地震
作者:风云梦远
校稿:辜汉膺 / 编辑:果栗乘
近期,中东地区地质灾害严重。北京时间2月8日5时14分,距离土耳其不远的巴勒斯坦发生了4.8级地震,惊恐的人们纷纷跑到户外避险。
两次大地震的阴霾还未散去
人们都怕灾难再次降临到自己头上▼
而在前几天,根据中国地震台网测定,北京时间2月6日9时17分(当地时间2月6日4时17分)在土耳其南部发生7.8级地震;随后在当日18时24分(当地时间13时24分)再度发生7.8级地震(美国地质勘探局测定结果为7.5级)。
两次地震震中隔得不算太远,位于震中附近的
卡赫拉曼马什拉和加济安泰普受灾尤为严重▼
除了短时间的两次极强地震外,震中周边伴有大量余震活动,截至北京时间2023年2月8日2时,共有6.0-6.9级地震3次,5.0-5.9级地震24次(据美国地质勘探局统计)。
土耳其这场罕见的“双震型地震”浩劫,有什么可能的背景条件?又会造成何种影响?
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为什么土耳其南部能发生强震?
从较大的空间尺度看,这次震中是属于欧亚地震带的一段,与阿尔卑斯-扎格罗斯-喜马拉雅造山带关联。
这是一个约6000万年前的新生代早期至今持续活动的大型造山带,它的崛起与非洲板块、阿拉伯板块和印度板块(后两者在高中地理课本里均归为印度洋板块)持续向北移动,并与亚欧板块汇聚碰撞有关。
阿尔卑斯造山运动被认为是
从地理上定义了欧洲的三个造山运动之一
(横屏-阿尔卑斯造山带 图:wiki)▼
而在具体的区域上,震中位于安纳托利亚板块(亚欧板块内部的次级板块)和阿拉伯板块的边界上,文献多称作东安纳托利亚断裂带(EAFZ)。
它是一条以走滑为主的断裂带,即两侧地块总体平行于断层方向移动;但与此同时,由于非洲板块和阿拉伯板块仍有向北移动挤压的分量,让这条断裂带也伴随着一定的逆冲过程,并在板块边缘造成巨大的应力。
阿拉伯板块和安纳托利亚板块的位置与移动特征▼
东安纳托利亚断裂带(EAFZ)的区域构造
(图:wiki)▼
根据两侧地块的相对运动划分的三种断层类型
(图:中国地质科学院地质研究所)▼
这样的地质构造背景,让东安纳托利亚断裂带一直是强震活跃的地区。
本轮地震序列之前,上一次M6.0级以上强震发生在2020年初,东北侧的马拉蒂亚附近(M6.8级);而最近这两次强震,都发生在东安纳托利亚断裂带里最近三百年未有强震活动的一段,这一段断层两侧板块应力能的长期积累,是引发强震的重要基础。
当前这两次强震都发生在
过去三百年少有强震发生的空区
(东安纳托利亚断裂带的构造性质与历史上的强震)
(横屏-图:Akgün et al. 2021)▼
为什么当地会发生两次强震?
在讲述可能的成因时,需要先提及地震序列的特点。
通常,一次断层破裂会有多个相关联地震组成的序列,根据序列内部地震的特点可以分为孤立型地震、主余型地震和震群型地震。
孤立型地震只有绝对突出的主震,后续没有或极少明显地震(即使有,震级也低于主震2.5级以上)。
比如不久前新疆塔里木盆地内发生的一次地震
没有明显的余震,大概率为孤立型地震
(图:中国地震局)▼
主余型地震则较为常见,即一次主震后有一定后续地震活动,但相对于主震,震级与释放的能量明显减小,均小于主震0.7级以上。
而如果有多次震级较大的地震,导致主震不突出(最强与次强地震震级相差小于0.7),此时被称为震群型地震。2月6日以来的地震序列里,出现了两次震级很接近的强震,更类似于震群型地震特征。
这次的地震序列由200多次地震(震级>2.5)
和两次重大地震(一次M7.8和一次M7.5)组成
(图:emsc-csem)▼
但从引发这两次地震的具体构造和可能机制看,这次地震更可能是特殊的一种主余型地震—双主震型。
通常的一个地震序列里,地震都是由同一个断层破裂引发;但这一次,两个强震分属于东安纳利托利亚断裂带的两个分支。
第一次强震(北京时间2月6日上午)属于其中的南侧分支(下图的⑥号),而第二次强震(北京时间2月6日傍晚)属于北侧分支(下图的⑨号);恰好这两个分支都是长期未有强震活动、有潜在引发大地震的断层。
聚焦于近期强震的破裂区域
第一次强震发生在⑥号断层(南侧分支)
而第二次强震则发生在⑨号断层(北侧分支)
(图:Akgün et al. 2021)▼
从这个特征看,第一次强震有可能身为“导火索”,在发生后造成这一区域应力场急剧变化,导致北侧断层分支失稳并突然破裂,引发了第二次强震。当然,目前这个推断只能算作猜想,需要后续地球物理学探测的证据。
但与此同时,两次强震的时空破裂过程有较大差异,且当前的余震震中在这两支断层都有分布,表明两次强震间有一定的独立性,并非属于同一次断层破裂过程。若将它们视作整体的区域断层破裂序列,可以称为双主震型序列。
地震影响如何?
后续需防范哪些灾害?
从直接影响看,两次强震的震中附近区域烈度很可能达到10-11度左右,极具破坏性。而值得注意的是,最大烈度区除了震中所在区域,还会沿着发震断层两侧延伸,包括沿着第一次强震(东安纳托利亚断层南支)呈西南-东北向延伸。
断层走向示意(图:GFZ)▼
此外,周边部分断层(如早晨发震过的断层南支)、山谷、盆地、河谷、沿海平原等地,也会因为表层较松软沉积层导致地震波不断反射而略有放大,同样会有相对较高烈度和较强破坏性影响。
根据多方模型的分析,高烈度区域除了震中附近以外,包括沿着两条发震断层走向的区域,如第一次强震东北侧的马拉蒂亚和西南侧的安塔基亚,第二次强震的埃尔比斯坦,以及离震中较近、地处沿海平原的阿达纳等地,也会有最强的影响。
美国地质勘探局对第一次地震给出的烈度分布图
(图:USGS)▼
中国地质大学和中国地震局兰州地震研究所
对第一次地震给出的烈度与地震动强度评估▼
第二次强震的烈度分布(图:USGS)▼
中国地震局地球物理研究所
对第二次强震地震动强度和烈度分析▼
比如土耳其南部著名的世界遗产——加济安泰普城堡,就在两次强震中严重损毁该城堡东半部和南半部的部分堡垒倒塌,城堡周围的铁栏杆和城墙也严重损毁。
这是一座始建于公元2-3世纪的罗马城堡,从查士丁尼一世时期开始,城堡开始不断地扩建与翻新,逐步形成了今天的规模。1919年土耳其独立战争中,这座城堡发挥了重要作用,成为了现代土耳其的国家象征之一。
躲过了人祸,没躲过天灾
(图:twitter)▼
与此同时,叙利亚北部距离两次强震震中很近,也遭遇了较强破坏性影响;加之最近数年当地正陷入内战,至今仍是各方势力错杂的地带,在建筑物抗震水平不足、很容易造成大面积损毁以至完全垮塌的同时,当地救援行动也将极其困难,也值得我们特别关注。
叙利亚饱受战争蹂躏的民众
对这场致命的地震毫无准备
(图:shutterstock)▼
而后续需要防范的灾害里,首要的是后续余震可能造成的次生灾害。
目前两次强震已经将断裂带的两支空区积累的应力能释放明显,短期内要再出相当甚至更强的地震概率极低。但从地震序列活动特点看,仍不能排除规模稍小的较强余震,仍需高度警惕。
GMT2月7日10:00发生的4级及以上地震
(图:USGS)▼
此外由于本次已涉及两个断层,余震也将沿着两个断层分别分布,这两处断层的局地未破裂区(如北支断层西南段等),需要特别注意防范较强余震。
红色区域为两次大地震破裂段
黄色是未破裂段
(图:Akgün et al. 2021)▼
虽然余震规模和烈度相对较小,但在先前地震造成的影响下,灾区尚未倒塌的建筑物都有不同程度受损,山体表面也已经明显松软,若有较强余震,很可能在这些基础上造成次生破坏。
本次地震序列里5.0级以上地震的震中分布
蓝色线条为引发第一次强震的南支断层
黑色线条为引发第二次地震的北支线条▼
雪上加霜的是,当前正有一个气旋从东地中海登陆,并影响地震灾区。它将带来了强烈的风雨雪过程,雨雪将持续到当地时间2月8日深夜,并伴有冷高压带来的后续降温。在这样的条件下体感温度更是极低,对幸存者(尤其尚被困于倒塌建筑物下)和救援工作同样也是严峻挑战。
6日晚地中海低涡气旋已经覆盖土耳其全境
受灾地区正在遭遇暴风雪
(图:windy.com)▼
北京时间2月7日8时欧亚地区地面天气图
红圈即已经深入安纳托利亚高原的气旋
(图:中央气象台)▼
最后,祝愿所有受到地震影响的人们平安!
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参考资料:
1.Akgün, Elif & İNCEÖZ, Murat. (2021). Tectonic evolution of the central part of the East Anatolian Fault Zone, Eastern Turkey. TURKISH JOURNAL OF EARTH SCIENCES. 30. 928-947. 10.3906/yer-2104-15.
2.Önder Yönlü, Erhan Altunel, Volkan Karabacak.(2017).Geological and geomorphological evidence for the southwestern extension of the East Anatolian Fault Zone, Turkey. Earth and Planetary Science Letters, 469: 1-14,doi: 10.1016/j.epsl.2017.03.034.
*本文内容为作者提供,不代表地球知识局立场
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