近日，南方科技大学理学院地球与空间科学系罗海澎副教授团队联合中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院深层油气理论与智能勘探开发重点实验室、新加坡南洋理工大学韦生吉研究员团队、新加坡地球观测研究所、中国地震局地球物理研究所、河海大学以及日本东京大学地震研究中心等单位的合作者们在 Science 发表关于能登地震破裂过程的文章。
联合大地测量学和地震学手段，该研究揭示了2024年日本能登半岛Mw7.5级地震的复杂破裂模式 (图 1，2)。地震破裂开始于一个富含流体的区域，在该区域以小于0.5 km/s速率缓慢破裂，持续了15至20秒，并伴随有高频地震能量幅射（图2）。随后破裂以较快速度(> 2.8 km/s)双向传播。地震前15至20秒的现象，在大地震中是很少见的。研究人员提出，这与该区域富含流体相关。流体的存在使得更容易产生能量低的缓慢地震破裂。并且，该区域断层带很有可能有复杂的性质或几何形态。这种情况下，大的地震很难从这起始或者传播。因此，能登半岛地震最初的缓慢破裂无疑对地震预警提出了新的挑战。
图1 能登半岛的地震形变。背景颜色代表垂直抬升，箭头代表水平位移方向与大小；三角形表示地表强震记录仪，其颜色代表记录的最大地表加速度
图2 日本能登地震的破裂过程。（a）地震断层上的破裂滑移（背景颜色）与高频能量源分布（菱形与方形）；（b）地震起始区域放大图；（c）地震高频源的时空关系图；（d）地震的前40秒破裂演化
该地震也为研究地震灾害提供了借鉴意义。此次地震造成了最大约5米的地表抬升（图1），将日本能登半岛的海岸线向西北推移了约120米。地震时，地表强震动仪记录到了高达2.6倍重力加速度的地表震动（有记录以来第三大值），而该位置与志贺核电站的距离仅有10公里。地表形变数据揭示志贺核电厂在地震中被向西移动约30厘米，表明了此次地震巨大的破坏性。
该论文被选择以 Early Release 的方式提前出版。南科大理学院地空系罗海澎副教授与中科院韦生吉研究员为该文章的通讯作者。新加坡南洋理工大学马张烽博士与曾洪玉为该文章的第一作者。南科大为该文章的共同通讯单位。