期待很久的2004年9月28日M6.0级帕克菲尔德地震的震磁效应

摘要

1976年以来,在加利福尼亚帕克菲尔德地区沿圣安德烈斯断层上长约60km的闭锁—蠕动过渡带,布设了由7个采样同步的质子磁力仪构成的差动连接的台阵,对该地区的局部磁场进行了准确的测量。2004年9月28日的M6.0级帕克菲尔德地震的震中恰好位于这个台阵之内,此次地震在其中的5个台站的观测中产生了0.2nT～0.5nT的同震磁场变化。但是从地震发生前1个月、前1周及前数天的地磁观测数据中,都检测不到明显高于背景噪声水平的震前磁场变化(由于没有可检测出的形变、地震活动或孔隙压力变化数据,理论上也应观测不到震前磁场变化)。在地震破裂末端附近的一个台站也记录了0.01Hz～20Hz频带内的电场和磁场数据,借助于沿断层的北西延长线上距该台站约115km的另一个台站的观测数据,对来自电离层和磁层的同模式噪声进行了校正。校正后的数据中既没有发现1989年ML7.1级洛马普列塔地震前可能存在ULF频带(0.01Hz～20Hz)的异常磁噪声,也没有发现相同震级的希腊地震震前产生的电场变化。基于应变、位移和地震数据反演得到的地震一致滑动和可变滑动压磁模型,能够计算出与磁力仪台阵观测到的结果相符的磁场扰动。1993年以来,该区域内长期存在着与荷载增加一致的较高磁场变化,与之相伴的是由一个两色EDM台网和另一个较小的钻孔应变仪台网观测到的剪应变率的长期增长及表现在1992、1993和1994年各发生了一次M4.5～5.0级地震的地震活动性的增强。集成了所有这些数据建立的模型揭示了该区域在深度剖面上有增大的滑动,这也许对2004年9月28日M6.0级帕克菲尔德地震的最后发生起到了重要的作用。本次地震以及其他发生于圣安德烈斯断层系内其他地方的M5～7.3级地震的震前电场和磁场前兆的缺乏,表明了仅利用现有的这些电磁数据来对破坏性地震做出有意义的预测看来并不可能。