2023年2月6日，在土耳其東南部和敘利亞西北部發(fā)生MW7.8-7.6雙震事件（以下簡稱“土耳其雙震”）。MW7.8地震發(fā)生在東安納托利亞（East Anatolian）斷層附近，震源深度8.6千米。MW7.6地震發(fā)生在Savrun-Cardak斷層，震源深度7千米。土耳其雙震已經造成了近6萬人死亡，12萬人受傷。初步的基于遠震地震波的震源反演研究表明這兩個地震均為純左旋走滑運動，且發(fā)震斷層為垂直傾角。現(xiàn)有研究存在一些問題待解決：（1）地震造成的地表破裂和同震位移場有待更詳細、深入的研究；（2）不同學者獲得的斷層滑動分布存在一些不吻合的特征，亟須綜合性和比較性的研究。

中國地震局地球物理研究所佟嘯鵬副研究員等，利用空間合成孔徑雷達干涉（InSAR）的技術研究了土耳其地震的同震形變。研究使用的衛(wèi)星雷達數(shù)據(jù)來自于歐洲航天局的Sentinel-1（哨兵1號）衛(wèi)星的升、降軌觀測結果。包括5個不同軌道的衛(wèi)星雷達數(shù)據(jù)（2個升軌和3個降軌），覆蓋了受土耳其雙震影響的全部地面區(qū)域。研究使用的哨兵1號數(shù)據(jù)包括兩種不同的類型：雷達干涉產生的相位變化和像素點互相關。像素點互相關方法很好地彌補了干涉雷達在地表破裂帶附近的失相干效應。衛(wèi)星觀測可以清晰地刻畫斷層地表破裂的幾何形態(tài)。哨兵1號數(shù)據(jù)采用開源軟件GMTSAR處理，處理方法為標準的兩軌法干涉，使用干涉圖和像素點互相關作為數(shù)據(jù)約束，構建出3維的斷層同震滑動模型。

InSAR測量到的研究結果表明，土耳其雙震產生的同震形變場十分復雜，也十分強烈，沿衛(wèi)星視線方向的位移場變化范圍從-3.5米到3.5米（圖1）。依據(jù)圖像互相關獲取斷層地表破裂的幾何形態(tài)建立了斷層模型。結合彈性半空間里的位錯理論和地球物理反演方法，給出土耳其雙震的三維同震滑動模型。模型指出造成地震的同震滑動量達到8米，最強烈的破裂發(fā)生在地表10-15千米（圖2）。東安納托利亞斷層的地表破裂長度為300千米，而Savrun-Cardak斷層的地表破裂長度為100千米。兩個斷層破裂方式均為左旋走滑的運動方式。在淺地表的滑動（5千米以淺）比深部滑動（10-15千米深）小，這個特征被稱為是“淺部滑動虧損”。

圖 1 由像素點追蹤獲取的沿衛(wèi)星視線方向的位移圖像

圖2 2023土耳其雙震的3維同震滑動模型，上圖使用光滑權重0.1，下圖使用光滑權重0.3，黑色圓點代表斷層附近城市名稱和地名，藍色圓點代表Mw7.8地震的震中位置

本研究通過處理哨兵1號衛(wèi)星的InSAR數(shù)據(jù)獲得土耳其雙震的高分辨率的同震形變場。來自InSAR的多個視線方向的數(shù)據(jù)幫助約束了水平向和垂向的同震位移。結果顯示出土耳其雙震的同震變形與左旋走滑斷層的形變相吻合，在斷層破裂面附近，相對的沿雷達視線方向位移達到7米左右。通過InSAR數(shù)據(jù)還獲得了土耳其雙震造成的地表破裂。兩個地震的地表破裂長度分別達到300千米和100千米，該結果與地質勘察得到的結果相吻合。通過地球物理反演，獲得了土耳其雙震的同震滑動模型。該模型表明最大滑移量為8米，所在深度為10-15千米。與其它大型走滑破裂相類似，土耳其雙震也存在“淺部滑動虧損”。該特征可以被摩擦參數(shù)隨深度的變化所解釋。本研究揭示出震源破裂的基本特征，對震源物理研究和地震風險評估具有指導性意義。

研究成果發(fā)表于學術期刊《Seismological Research Letters》（Xiaopeng Tong, X., Wang, Y, Chen, S., Coseismic Deformation of the 2023 Türkiye Earthquake Doublet from Sentinel‐1 InSAR and Implications for Earthquake Hazard. Seismological Research Letters 2023;; 95 (2A): 574–583. ），受中國地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務費（DQJB23B24和DQJB22X12）資助。

【作者簡介】

佟嘯鵬，男，博士，2007年本科畢業(yè)于北京大學地球與空間科學學院，2013年博士畢業(yè)于美國加州大學圣地亞哥分校，2014年在加州大學圣地亞哥分校從事博士后工作，2015-2016年在華盛頓大學從事博士后研究工作，2018-2019年在中國科學院地質與地球物理研究所任副研究員，從2020年至今在中國地震局地球物理研究所任副研究員，主要工作領域為InSAR，地殼形變，和地震周期(Seismic Cycle)。