2018年9月28日印尼7.5级走滑地震的破裂过程及其引发海啸的成因研究

Tsunami is usually excited by the vertical motion of seafloor due to thrust or normal-fault earthquakes. However, a shallow Mw 7.5 strike-slip earthquake produced destructive tsunami with waves of up to several meters along the coast of Palu Bay in Sulawesi region, Indonesia. Study of the rupture process and tsunami excitation of this earthquake is of great significance to the tsunami early warning and disaster mitigation in China and even around the world. This project plans to construct a multi-segment and different strike sub-fault model based on InSAR observation, and investigate the rupture process of this earthquake by finite-fault inversion using teleseismic body and surface waves. To explore the causes of the tsunami excitation, we calculate ground deformations and equivalent water height changes due to horizontal motion along the slope near the coastline area. Moreover, we compute the vertical displacement on the seafloor in Palu Bay. This study can improve the understanding of the tsunami excitation of the strike-slip earthquake, which will provide an important reference for such tsunami events that may occur in the future.

通常认为逆冲型或正断型的海底地震可以引发海啸。然而，2018年9月28日印尼帕卢发生了一次走滑型Mw 7.5级地震，并罕见地引发了破坏性海啸灾害。研究此次走滑型地震的破裂过程及其引发海啸的成因，对海啸预警和减灾工作有着重要意义。为此，本项目计划利用InSAR观测对断层走向、分布的良好约束，构建多段、不同走向的子断层模型，联合远场体波和面波波形反演此次地震的破裂过程，计算地震引起的地表水平位移和垂向位移。并基于高精度的水深数据计算帕卢湾海底地形梯度，研究地震产生的水平位移因坡度引起的等效水高变化，分析其在此次海啸激发中的作用。通过本项目研究，可以深化对走滑型地震引发海啸的认识，从而为未来可能发生的类似海啸事件提供参考。

2018年9月28日印尼帕卢发生的走滑型Mw 7.5级地震罕见地引发了破坏性海啸灾害。通常认为发生在海底的逆冲型或正断型地震是引发海啸的主要因素，研究此次走滑型地震的破裂过程及其引发海啸的成因，对海啸预警和减灾工作有着重要意义。为此，本研究利用InSAR观测对断层走向、分布的良好约束，构建了断层模型，联合远场体波和面波波形反演了此次地震的破裂过程，计算了地震引起的地表水平位移和垂向位移。并基于高精度的水深数据计算了帕卢湾海底地形梯度，研究了地震产生的水平位移因坡度引起的等效水高变化，分析了其在此次海啸激发中的作用，为未来可能发生的类似海啸事件提供参考。.结果表明，此次地震以左旋走滑为主要特征，破裂主要向南侧扩展。较大的滑动分布在震源南北两侧延展~150km，深度在12km以上的浅层地壳内。起始的0-4s，破裂自震中位置开始向四周扩展，滑动量较小。12s之后北侧的破裂扩展速度显著降低，而南侧的较大破裂区域引发了破裂。矩张量释放的函数快速上升并在~20s达到峰值，16s之后破裂主要集中在震中以南区域。反演得到的标量地震矩换算为矩张量震级约为Mw 7.6。帕卢湾海底地形梯度计算结果显示，湾内总体地形起伏较小，但其东、西海岸存在着走向相似、倾向相反的陡峭地形。利用三分量位移点乘单位法向量，计算了水平位移导致的等效水高变化。结果显示，水高变化主要由此次地震引起的垂向位移占主导，而水平位移引起的海水运动在帕卢湾局部地区，特别是在坡度较陡且边坡与运动方向不平行的地区起着重要的作用。无论是水高变化最大的主要区域分布，还是海水变化趋势 (抬升或下降)，本研究结果都与目前的震后海啸实地调查结果较为一致。对于此次走滑型地震，应考虑水平形变与地形条件 (如坡度等)的影响，这可能是引发局部破坏性海啸的原因之一。