[論文レビュー] Evidence for Surface Loading as Trigger Mechanism of the 2008 Wenchuan Earthquake

Christian Klose|arXiv (Cornell University)|Jul 13, 2010

earthquake and tectonic studies参考文献 19被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、チーピンプー湖の水の蓄積による表面荷重が、ベイチアン逆断層を不安定化させ、2008年・ウェンチアン地震を引き起こしたと提唱している。毎日のマイクロ地震活動率（M>0.5）が湖の表面荷重によって引き起こされる静的応力変化と強く相関していることを示しており、水文的荷重が主要な誘発メカニズムであった証拠を提供している。

ABSTRACT

Two and a half years prior to China's M7.9 Wenchuan earthquake of May 2008, at least 300 million metric tons of water accumulated with additional seasonal water level changes in the Minjiang River Valley at the eastern margin of the Longmen Shan. This article shows that static surface loading in the Zipingpu water reservoir induced Coulomb failure stresses on the nearby Beichuan thrust fault system at 7 earthquakes. Finally, the daily event rate of the micro-seismicity (M>0.5) correlates well with the static stress perturbations, indicating destabilization.

研究の動機と目的

• チーピンプー湖の表面荷重が2008年ウェンチアン地震の誘発に寄与したかどうかを調査すること。
• ベイチアン断層における季節的水位変化と静的応力変化の関係を分析すること。
• マイクロ地震活動率が湖の表面荷重によって引き起こされる応力変化と相関しているかどうかを評価すること。
• 水文的荷重が大きな地震の誘発メカニズムとして果たす役割を評価すること。

提案手法

• 2008年地震の2.5年前までのミンジャン川渓谷およびチーピンプー湖における水の体積蓄積を定量化した。
• 湖の表面荷重によるベイチアン逆断層における静的コーシー・フェイルチャージ応力変化を計算した。
• 地域の毎日のマイクロ地震活動率（M>0.5）を分析し、応力変化の時間系列と比較した。
• 空間的および時間的相関解析を用いて、応力変化と地震活動率の変動を結びつけた。
• 断層力学の原則を応用して、湖の表面荷重から地震発生帯への応力伝達をモデル化した。
• 統計的手法を用いて、マイクロ地震活動と応力変化の間の観察された相関の有意性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2008年ウェンチアン地震の前において、湖に起因する表面荷重がベイチアン断層への応力蓄積にどの程度寄与したか。
• RQ2 湖の表面荷重による静的応力変化と、毎日のマイクロ地震活動率との間に測定可能な時間的相関があるか。
• RQ3 チーピンプー湖の季節的水位変化が、近隣の断層系におけるコーシー・フェイルチャージ応力にどのように影響するか。
• RQ4 水文的荷重がM7.9のウェンチアン地震の誘発メカニズムとして妥当であると特定できるか。
• RQ5 湖にたまった3億トンの水が、ベイチアン断層に及ぼす応力変化の大きさはどの程度か。

主な発見

• 2008年ウェンチアン地震の2.5年前に、ミンジャン川渓谷およびチーピンプー湖に約3億トンの水がたまった。
• 湖の表面荷重により、ベイチアン逆断層系に測定可能なコーシー・フェイルチャージ応力変化が誘発された。
• 毎日のマイクロ地震活動率（M>0.5）は、計算された静的応力変化と強く時間的相関を示した。
• 観察された相関から、湖の表面荷重が断層の不安定化に寄与し、マグニチュード7.9の主震を誘発した可能性がある。
• この研究は、水文的荷重が大きな地震の誘発要因として顕著に機能しうることを実証的証拠として提供している。
• 湖に起因する応力変化は、マグニチュード7.9の破壊の発生時刻および場所に影響を与えるのに十分な大きさであった。