[論文レビュー] Evidence of Early Supershear Transition in the Mw 7.8 Kahramanmaraş Earthquake From Near-Field Records

Ares J. Rosakis, Mohamed Abdelmeguid+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 14, 2023

earthquake and tectonic studies被引用数 8

ひとこと要約

論文は近接場記録を用いて initiating splay fault における初期の supershear 移行の場の証拠を提供し、破裂速度を約 1.55 Cs、遷移長を約 19.45km と推定する。

ABSTRACT

The Mw 7.8 Kahramanmaraş Earthquake was larger and more destructive than what had been expected for the tectonic setting in Southeastern Turkey. By using near-field records we provide evidence for early supershear transition on the splay fault that hosted the nucleation and early propagation of the first rupture that eventually transitioned into the East Anatolian fault. The two stations located furthest from the epicenter show a larger fault parallel particle velocity component relative to the fault normal particle velocity component; a unique signature of supershear ruptures that has been identified in theoretical and experimental models of intersonic rupture growth. The third station located closest to the epicenter, while mostly preserving the classical sub-Rayleigh characteristics, it also features a small supershear pulse clearly propagating ahead of the original sub-Rayleigh rupture. This record provides, for the first time ever, field observational evidence for the mechanism of intersonic transition. By using the two furthest stations we estimate the instantaneous supershear rupture propagation speed to be ~ 1.55 Cs and the sub-Rayleigh to supershear transition length to be around 19.45 km, very close to the location of the station nearest to the epicenter. This early supershear transition might have facilitated the continued propagation and triggering of slip on the nearby East Anatolian Fault leading to amplification of the hazard. The complex dynamics of the Kahramanmaraş earthquake warrants further studies.

研究の動機と目的

• Southeastern Turkey の大規模 intraplate 類似地震における破壊ダイナミクスの理解を動機づける。
• Kahramanmaraş の破壊が開始と初期伝播の過程で supershear 特性を示したかを調査する。
• 近接場地震動の中に intersonic 破壊成長と supershear 遷移を示す兆候を同定する。

提案手法

• 複数の観測点からの近接場地震動速度記録を解析し、断層方向成分と法線方向成分を識別する。
• 近接場記録における supershear 破裂の兆候（断層平行優位性）と近接雷射的特徴を特徴づける。
• 最も遠い2観測点の近接場様子から瞬時 supershear 破裂伝播速度を推定する。
• 記録パルスの相対的な時刻/位置から sub-Rayleigh から supershear への遷移長を推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Kahramanmaraş 地震の近接場記録は初期伝播で supershear 破裂の兆候を示すか。
• RQ2 利用可能な近接場データから推定される瞬時の supershear 破裂速度は何か。
• RQ3 sub-Rayleigh から supershear への遷移長はどこにあり、観測点の位置関係とどう関連するか。

主な発見

• 震央から最も遠い2観測点は、断層平行速度成分が断層法線成分より大きく、supershear の特徴を示す。
• 震央に最も近い観測点は主に sub-Rayleigh 特徴を保持するが、sub-Rayleigh 破裂に先んじて小さな supershear パルスを記録する。
• 瞬時の supershear 破裂速度は Cs の約 1.55 倍と推定される。
• sub-Rayleigh から supershear への遷移長は約 19.45 km 程度と推定され、最も近い観測点の位置付近にある。
• 初期の supershear 遷移が、近傍の East Anatolian Fault での伝播継続とトリガーを促進した可能性がある。