2023年2月6日凌晨4时17分(当地时间),土耳其东南部发生了一次强烈的地震,矩震级为Mw7.8,震中位于加济安泰普附近。地震破裂从努尔达附近的萨卡格兹段开始,沿东安纳托利亚断裂带(EAFZ)多个断裂段扩展,形成双向破裂模式。约9小时后,卡赫拉曼马拉什附近发生了第二次主要地震,矩震级为Mw7.6。此次地震序列与1999年土耳其北安纳托利亚断裂带(NAFZ)上的伊兹米特地震和迪兹杰地震类似,属于双震型地震序列。
为了深入了解地震的余震活动、场地效应以及东安纳托利亚断裂带的构造特征,国际研究团队部署了一个密集地震仪台阵,对地震序列进行监测和分析,以下内容将展示本次监测的部分地震记录、阵列部署情况及初步研究成果,并讨论这些数据在地震学研究中的应用前景。
东安纳托利亚断裂带(EAFZ)是一个主要的活动断裂系统,跨越土耳其东南部,延伸至叙利亚西北部的死海断裂带(DSFZ)。早在1969年,Allen提出该断裂系统的存在,并通过地震数据对其进行了初步的构造研究。
为进一步了解地震序列的时空演化、余震特征及场地效应,国际研究团队在东安纳托利亚断裂带的多个余震区布设了临时地震台网。该阵列名为东安纳托利亚临时地震阵列(EAST),包括215个台站,其中包括SmartSolo的198个节点地震仪台站。节点地震仪台站的采样率为500Hz,宽频带和强震台站为100Hz,且所有台站均配备GPS接收器,确保高精度数据记录。
节点台站的数据采样点高,观测密集。通过噪声概率密度函数(PDF)分析,节点台站在0.1 Hz以上的频率范围内,功率谱密度(PSD)曲线表现良好,噪声水平和同区域的永久台站相当,且信噪比高,为后续的地震学分析提供了可靠的基础数据。
通过对比节点台站与宽带台站的波形记录,研究团队发现,节点台站记录的本地地震波形与宽带台站几乎完全一致,这表明节点台站在记录本地地震方面具有高精度。同时,节点台站也成功记录了远震波形,虽然其在0.2Hz以下的长周期信号记录能力有所限制,但总体表现仍然良好。
采用基于深度学习的EQTransformer算法,研究团队对一个月的数据进行了相位拾取,共识别出约200万次P波和S波相位数据。通过传统方法和PyOcto关联器,分别定位了59,755和11,707次地震事件。该高效的地震检测与定位方法为后续的地震活动监测和研究提供了精确的地震源信息。
通过在密集线性阵列中记录到的Mw2.8地震的波形,研究团队观察到了明显的断层带波。这些波形表明,P波的到达时间存在延迟,并且可能出现了断层带的陷波现象。这一发现为进一步研究地震波在不同断层带中的传播特征提供了宝贵的实验数据。
使用水平-垂直谱比(HVSR)方法,研究团队对帕扎尔哲克段和萨卡格兹-纳尔勒段的共振频率进行了分析。结果表明,沉积层的厚度和盆地结构特征在不同区域存在显著差异,这为研究区域的场地效应提供了有效的参考。
东安纳托利亚临时地震阵列(EAST)收集的地震数据具有重要的研究价值。通过这些数据,研究人员不仅能够进行高分辨率的地震重定位,还能够深入分析断层带的损伤结构、地壳的深部结构以及上地幔的成像。同时,节点台站记录的远震波形可用于接收函数分析,进一步探讨区域地壳和上地幔的物理性质。随着数据分析的不断深入,东安纳托利亚地震阵列将在未来的地震学研究中发挥越来越重要的作用。
PS:土耳其地震数据已公开,相关研究人员可下载使用:本篇内容相关的引用:Allen, C. R. (1969). Active faulting in northern Turkey: Contribution no 1577. Division of Geological Sciences, California Institute of Technology Unpublished Internal Report.
Zor, E., Z. Peng, M. Ergin, E. Sandvol, F. Sevim, M. C. Tapırdamaz, P. Mach, O. Yalvaç, A. Tarancıoğlu, M. K. Koşma, O. Adeboboye, C. Ding, C. Açıkgöz, and E. Büyük (2025), Dense Seismic Recordings of the 2023 Kahramanmaraş Earthquake Sequence in Southeastern Türkiye. Seismol. Res. Lett., https://doi.org/10.1785/0220240152