[论文解读] 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 4

一句话总结

该论文提出，紫坪铺水库蓄水导致的地表荷载使北川逆冲断层失稳，从而触发了2008年汶川地震。研究证明，每日微地震事件率（M>0.5）与水库荷载引起的静态应力扰动之间存在强烈相关性，表明水文荷载是关键触发机制的有力证据。

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.

研究动机与目标

• 调查紫坪铺水库的地表荷载是否对2008年汶川地震的触发起到了作用。
• 分析紫坪铺水库水位的季节性变化与北川断层静态应力扰动之间的关系。
• 评估微地震事件率是否与水库荷载引起的应力变化相关。
• 评估水文荷载作为大型地震潜在触发机制的作用。

提出的方法

• 量化了2008年汶川地震前2.5年内岷江河谷及紫坪铺水库的蓄水量。
• 计算了水库地表荷载在北川逆冲断层上引起的静态库仑破裂应力变化。
• 分析了该区域每日微地震事件率（M>0.5），并与应力扰动的时间序列进行比较。
• 使用时空相关性分析，将应力变化与地震活动率变化联系起来。
• 应用断层力学原理，模拟水库荷载向地震发震带的应力传递。
• 使用统计方法评估微地震活动与应力扰动之间观察到的相关性的显著性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在2008年汶川地震之前，水库诱发的地表荷载在多大程度上加剧了北川断层的应力积累？
• RQ2 每日微地震事件率与水库荷载引起的静态应力变化之间是否存在可测量的时间相关性？
• RQ3 紫坪铺水库的季节性水位变化如何影响附近断层系统的库仑破裂应力？
• RQ4 水文荷载能否被认定为M7.9汶川地震的合理触发机制？
• RQ5 水库中3亿吨水在北川断层上引起的应力变化量有多大？

主要发现

• 在2008年汶川地震前2.5年，约有3亿吨水在岷江河谷及紫坪铺水库中积聚。
• 水库地表荷载在北川逆冲断层系统上引发了可测量的库仑破裂应力变化。
• 每日微地震事件率（M>0.5）与计算出的静态应力扰动之间表现出强烈的时间相关性。
• 观察到的相关性表明，水库荷载可能促成了断层失稳并触发了主震。
• 本研究提供了实证证据，表明水文荷载可作为大型地震的重要触发机制。
• 水库引起的应力变化足以影响M7.9地震破裂的发生时间和空间位置。