Ellen P.Mallman Tom Parsons

0 引言

地震會(huì)調(diào)整主震破裂周圍地殼中的應(yīng)力，因此應(yīng)該會(huì)改變地震活動(dòng)率。這對(duì)未來(lái)的地震概率和風(fēng)險(xiǎn)模型有一定影響（Working Group on California Earthquake Probabilities，2003）。由地震波通過(guò)某地引起的動(dòng)態(tài)應(yīng)力（Belardinelli et al，1999；Cotton and Coutant，1997；Gomberg et al，2003；Kilb et al，2000），或由斷層錯(cuò)動(dòng)引起的靜態(tài)應(yīng)力（Das and Scholz，1981；King et al，1994；Stein and Lisowski，1983；Yamashina，1978）都是近場(chǎng)地震觸發(fā)的潛在力源。兩種觸發(fā)過(guò)程的根本區(qū)別是M＞7地震造成的靜態(tài)應(yīng)力變化應(yīng)該會(huì)降低應(yīng)力，從而抑制周圍相對(duì)大范圍內(nèi)地殼的地震活動(dòng)（Harris and Simpson，1998；Parsons，2002）。應(yīng)力會(huì)引起地震活動(dòng)率降低，這種現(xiàn)象的例子如1906年加州舊金山地震后觀測(cè)到的結(jié)果（Stein，1999），通常被稱為應(yīng)力影區(qū)（Harris and Simpson，1998）。雖然可通過(guò)靜態(tài)應(yīng)力變化模型來(lái)預(yù)測(cè)大型主震之后地震活動(dòng)性的降低，但一些研究人員至今未發(fā)現(xiàn)模型應(yīng)力降低和觀測(cè)到的地震活動(dòng)率變化之間具有 相 關(guān) 性 （Felzer and Brodsky，2005；Mallman and Zoback，2007）。M＞7地震之后缺乏可分辨的地震活動(dòng)率降低的一種可能解釋是，地震觸發(fā)是由動(dòng)態(tài)過(guò)程主導(dǎo)，而非靜態(tài)應(yīng)力變化（Felzer et al，2004；Felzer and Brodsky，2005）。雖然動(dòng)態(tài)應(yīng)力變化會(huì)抑制某些地震的機(jī)制已經(jīng)提出（Parsons，2005；Richardson and Marone，1999），但只有靜態(tài)應(yīng)力變化能預(yù)測(cè)地震活動(dòng)率廣泛的、系統(tǒng)性的增加和降低。我們建議，如果主震后特定的震源機(jī)制受到了系統(tǒng)性的抑制，而觀測(cè)的地震活動(dòng)率并未降低的話，則可用靜態(tài)應(yīng)力觸發(fā)了某些地震來(lái)解釋這一現(xiàn)象。使用這一假設(shè)，我們對(duì)MS≥7主震之后的應(yīng)力影區(qū)進(jìn)行了全球搜索。

圖1 1906年舊金山地震之后，分解在（a）N34°W走向的右旋走滑斷層面上和（b）N34°W走向的傾滑斷層面上的庫(kù)侖應(yīng)力變化，摩擦系數(shù)取0.4，深度為5km。冷色調(diào)表示平面上的庫(kù)侖應(yīng)力減?。ㄔ瓐D為彩色圖——譯注），意味地震危險(xiǎn)降低；而暖色調(diào)表示庫(kù)侖應(yīng)力增大，意味著地震危險(xiǎn)性增加。圖1a顯示了1906年地震之后的應(yīng)力影區(qū)的傳統(tǒng)視角，但通過(guò)計(jì)算類似于1989年洛馬普列塔地震方向的斷層面上應(yīng)力的變化，很明顯1906年地震可能促進(jìn)了這種機(jī)制的地震事件

0.1 應(yīng)力影區(qū)定義

傳統(tǒng)上將應(yīng)力影區(qū)定義為主震后靜態(tài)應(yīng)力減小引起的地震活動(dòng)率降低的現(xiàn)象。許多學(xué)者認(rèn)為，1906年舊金山地震之后出現(xiàn)一個(gè)清晰的應(yīng)力影區(qū)（Harris and Simpson，1998）。雖然在1906年破裂兩端地震被觸發(fā)了（Meltzner and Wald，2003），但破裂附近的地震活動(dòng)率似乎是降低了；在舊金山灣地區(qū)，1906年之前的75年期間發(fā)生了許多M＞6的地震，而1906年之后的75年期間僅發(fā)生一個(gè)M＞6的地震（Stein，1999）。如果庫(kù)侖破裂應(yīng)力（CFS）變化發(fā)生在N34°W走向 ［近似于圣安德烈斯斷層（SAF）的方向］的右旋斷層面上，預(yù)計(jì)大部分地區(qū)經(jīng)歷了庫(kù)侖破裂應(yīng)力的降低，從而會(huì)出現(xiàn)如圖1a所示的地震活動(dòng)率的下降。然而，并不是舊金山灣地區(qū)的所有活動(dòng)斷層都像圣安德烈斯斷層一樣為右旋破裂；也有許多逆斷層，如在1989年洛馬普列塔地震中破裂的斷層（Reasenberg and Simpson，1992）。如果將庫(kù)侖破裂應(yīng)力變化分解在走向N34°W（海岸山脈逆沖斷層的優(yōu)勢(shì)方向）的逆沖斷層上，庫(kù)侖破裂應(yīng)力會(huì)增加（圖1b）。這將預(yù)測(cè)地震活動(dòng)增加而不是一個(gè)影區(qū)，這可通過(guò)圖1a中所示的庫(kù)侖破裂應(yīng)力降低來(lái)預(yù)測(cè)。像Lin和Stein（2004）在研究中所示的那樣，當(dāng)把庫(kù)侖破裂應(yīng)力變化分解在逆沖主震之后不同方向的斷層上，就可觀察到類似模式。另一個(gè)試圖將地震活動(dòng)率的變化與預(yù)測(cè)庫(kù)侖破裂應(yīng)力變化匹配起來(lái)的問(wèn)題是，一般計(jì)算庫(kù)侖破裂應(yīng)力時(shí)使用的主震滑動(dòng)模型是光滑變化的。圖1中所示的1906年舊金山大地震造成的庫(kù)侖破裂應(yīng)力變化就是用光滑變化的滑動(dòng)模型計(jì)算的。若用一個(gè)準(zhǔn)確的非均勻斷層滑動(dòng)模型來(lái)計(jì)算，結(jié)果就可能完全不同。Helmstetter和Shaw（2006）及 Marsan（2006）都發(fā)現(xiàn)非均勻滑動(dòng)模型可以解釋寬廣影區(qū)內(nèi)地震活動(dòng)增強(qiáng)的孤立小塊。除了不同的斷裂機(jī)制（斷層的滑動(dòng)方向）對(duì)同一主震會(huì)有不同響應(yīng)外，在辨別地震活動(dòng)率降低方面還會(huì)遇到更復(fù)雜的困難。因?yàn)橹髡鸢l(fā)生前在任一年的地震活動(dòng)水平通常都是低的，不可能出現(xiàn)負(fù)的地震活動(dòng)率，傳統(tǒng)意義上的應(yīng)力影區(qū)根本難以鑒別。

圖2 （a）五角星表示本研究中使用的119個(gè)MS≥7的主震，（b，c）為圖4和圖5中統(tǒng)計(jì)顯示的那兩個(gè)地震的機(jī)制、近似的破裂長(zhǎng)度（黑線）、±2°范圍內(nèi)主震之前（藍(lán)色）和之后（紅色）地震的空間分布（原圖為彩色圖——譯注）。圖2b顯示圖5中的尼加拉瓜海岸附近地震。圖2c顯示圖4中馬里亞納群島地區(qū)地震

由于確定傳統(tǒng)應(yīng)力影區(qū)的難度和不同斷層類型的靜態(tài)應(yīng)力變化的差異，我們發(fā)展了應(yīng)力影區(qū)的擴(kuò)展定義。我們認(rèn)為，靜態(tài)應(yīng)力過(guò)程可由主震后地震的平均震源機(jī)制的變化來(lái)唯一地確定，而這種震源機(jī)制的變化是由給定斷層類型地震的活動(dòng)率降低引起的。例如，圖1所示的1906年舊金山走滑地震，我們會(huì)看到走滑地震數(shù)量減少而逆斷層地震增加，從而滿足我們定義的要求。

0.2 研究意圖

我們用應(yīng)力影區(qū)的這個(gè)新定義考查了MS≥7地震的目錄，看看應(yīng)力影區(qū)是否在全球范圍內(nèi)存在。全球范圍的工作允許一般趨勢(shì)的識(shí)別，而不是過(guò)去那樣主要做個(gè)別地震的識(shí)別工作（Felzer et al，2002；Freed and Lin，2001；Gomberg et al，2001；Lin and Stein，2004；Ma et al，2005；Mallman and Zoback，2007；Marsan and Nalbant，2005；Masterlark and Wang，2002；Pollitz and Sacks，2002；Simpson and Reasen－berg，1994；Stein，1999；Toda et al，1998；Woessner et al，2004；Wyss and Wiemer，2000）。為了尋找全球范圍內(nèi)的應(yīng)力影區(qū)，我們使用1977年1月至2000年9月間的哈佛矩心矩張量（CMT）目錄來(lái)研究每個(gè)MS≥7主震之后每種斷層類型的平均震源機(jī)制和地震發(fā)生率的變化。

1 數(shù)據(jù)

使用全球目錄讓我們能夠鑒別全球的地震活動(dòng)過(guò)程，而不是從一些單個(gè)震例來(lái)推論，大的數(shù)據(jù)樣本意味著有更好的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。我們疊加數(shù)據(jù)來(lái)增強(qiáng)小信號(hào)，使我們能檢測(cè)對(duì)單個(gè)地震而言不明顯或統(tǒng)計(jì)意義不顯著的活動(dòng)率和機(jī)制的變化。本研究使用1977年1月至2000年9月期間的哈佛矩心矩張量目錄，與Parsons（2002）使用的目錄相同，該目錄定期生成MS≥5.5地震的矩張量解（Dziewonski et al，1981）。本研究使用的時(shí)段內(nèi)全球有矩張量解的地震為17 402個(gè)。

我們使用與Parsons（2002）用于全球大森定律研究相同的選擇標(biāo)準(zhǔn)和矩心矩張量目錄子集。我們首先選擇所有MS≥7的地震，假定它們是可能觸發(fā)其他地震、或是可能產(chǎn)生應(yīng)力影區(qū)的事件。事先選定MS≥7，在本研究過(guò)程中不改變這個(gè)選擇。然后按Parsons（2002）的方法，對(duì)這組認(rèn)為可能是被觸發(fā)的地震中在1°的空間范圍內(nèi)去除每個(gè)MS＞7的地震，即使它比它前面的地震大也要?jiǎng)h去。這一選擇過(guò)程得到了識(shí)別為主震的119個(gè)地震（圖2a和表1）。這119個(gè)地震中有67個(gè)落入1985～1995年的時(shí)窗內(nèi)，這容許每個(gè)主震之前有8年的時(shí)窗，在每個(gè)主震之后有5年的時(shí)窗。每個(gè)主震前后的這些時(shí)窗對(duì)于活動(dòng)率變化的確定和后面描述的一些統(tǒng)計(jì)測(cè)試來(lái)說(shuō)是必要的。這67個(gè)地震被歸類為本研究其余地震的主震。對(duì)于每個(gè)被定為主震的地震，選出矩心矩張量目錄中那個(gè)特定主震±2°范圍內(nèi)所有地震。通過(guò)選擇在±2°方框內(nèi)的地震，我們可能會(huì)選到受靜態(tài)應(yīng)力變化影響的區(qū)域之外的地震，至少對(duì)某些主震會(huì)如此。然而，僅選擇±100km（約1°）框內(nèi)的地震（很可能受靜態(tài)應(yīng)力變化影響的區(qū)域）作相同的分析產(chǎn)生的結(jié)果與選更大區(qū)域的結(jié)果是一樣的，所以我們將繼續(xù)使用較大區(qū)域來(lái)增加地震的數(shù)目，以獲得更穩(wěn)定的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。對(duì)于后續(xù)分析，我們關(guān)注主震前后5年，因?yàn)檫@是地震活動(dòng)率恢復(fù)到背景活動(dòng)率前所需的時(shí)間段（見(jiàn)Parsons，2002的圖9）。如圖2a所示，確定的主震中環(huán)太平洋俯沖帶的地震占主導(dǎo)地位，且該目錄中整體機(jī)制的多樣性類似于全球觀測(cè)到的機(jī)制的多樣性。圖2b和2c顯示了識(shí)別出的主震中2個(gè)地震之前（深藍(lán)色）和之后（紅色）的地震。在本文后面我們將查看這兩個(gè)事件的更多細(xì)節(jié)。

2 方法

靜態(tài)應(yīng)力變化計(jì)算的一個(gè)復(fù)雜性，特別是當(dāng)處理全球目錄時(shí)，是要求選擇每個(gè)地震發(fā)生滑動(dòng)的節(jié)平面。為了避免這種復(fù)雜性，我們使用了由Frohlich（1992，2001）開(kāi)發(fā)的圖形化方法。該方法使用震源機(jī)制解中的P、T和B軸（主應(yīng)力軸）的傾角將震源機(jī)制解定量顯示在三元圖上。使用這種方法來(lái)可視化標(biāo)識(shí)主震±2°范圍內(nèi)所有地震的震源機(jī)制解的方向，從而避免必須為每個(gè)地震選擇節(jié)平面的復(fù)雜性，且允許對(duì)主震前后的平均震源機(jī)制小變化進(jìn)行定量觀察。三元圖的每個(gè)頂點(diǎn)代表 “純”機(jī)制之一，這取決于哪個(gè)軸是垂直的。當(dāng)T軸垂直時(shí)為逆斷層，當(dāng)B軸垂直時(shí)為走滑，而當(dāng)P軸垂直時(shí)為正斷層（圖3）。根據(jù)Frohlich（1992），我們將震源機(jī)制進(jìn)行分類，當(dāng)T軸傾角大于50°時(shí)為逆斷層，當(dāng)P軸或B軸的傾角大于60°時(shí)分別為正斷層或走滑斷層。哈佛矩張量目錄中震源角度參數(shù)的典型誤差為0°～15°，且隨著震源深度的增加而減?。℉elffrich，1997）。

表1 本研究中使用的119個(gè)MS≥7地震

表1 （續(xù)）

表1 （續(xù)）

表1 （續(xù)）

對(duì)于每個(gè)定出的主震，將主震及±2°方框內(nèi)的地震繪制在三元圖上（圖3a）。主震用五角星表示，主震前的地震為藍(lán)圈，主震后的地震為紅圈。這允許對(duì)目錄長(zhǎng)度范圍內(nèi)主震前后的震源機(jī)制的方向和分布做總體觀察。為了識(shí)別平均震源機(jī)制的變化，我們計(jì)算了主震前后的平均機(jī)制（圖3b）。平均震源機(jī)制的變化通過(guò)計(jì)算這兩個(gè)平均震源機(jī)制之間的歐氏距離來(lái)衡量。

表2 顯示顯著平均震源機(jī)制變化的13個(gè)地震

圖3 如何在三元圖上繪制地震的示例。三元圖上地震震源機(jī)制的位置由P、T和B軸的傾角主導(dǎo)。純走滑地震的B軸是垂直的（90°傾角），繪在三角形的頂部端點(diǎn)上。虛線表示每個(gè)斷層類型的范圍。黃色星（原圖為彩色圖——譯注）代表主震。主震之前的地震為藍(lán)實(shí)心圓，而主震后的地震為紅實(shí)心圓。對(duì)圖3a中以藍(lán)實(shí)心圓和紅實(shí)心圓顯示的主震前后的所有地震，我們計(jì)算出一個(gè)平均的震源機(jī)制。平均機(jī)制的變化僅是這兩個(gè)平均機(jī)制之間的歐氏距離

我們使用自助法（bootstrap）分析確定主震后平均震源機(jī)制變化的顯著程度。使用M＞7的觸發(fā)地震之前8年的目錄數(shù)據(jù)，我們選擇隨機(jī)的5年窗口進(jìn)行上述描述的分析，來(lái)計(jì)算沒(méi)有觸發(fā)地震時(shí)平均震源機(jī)制變化的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。這需要假設(shè)主震之前8年代表了該地區(qū)平均震源機(jī)制的分布。如果這個(gè)假設(shè)是正確的，那么兩個(gè)5年窗口重疊的事實(shí)不會(huì)低估沒(méi)有觸發(fā)地震的震源機(jī)制的變化。此外，這兩個(gè)5年時(shí)窗彼此獨(dú)立繪制，這就不需要 “前”時(shí)窗出現(xiàn)在時(shí)間上早于 “后”時(shí)窗，從而允許地震發(fā)生率變化和震源機(jī)制旋轉(zhuǎn)有更大可變性。根據(jù)自助法的迭代結(jié)果，我們的平均震源機(jī)制變化的分布中沒(méi)有M＞7的觸發(fā)事件。我們將它用來(lái)與觸發(fā)地震之前出現(xiàn)的震源機(jī)制變化相比較來(lái)判斷余震平均震源機(jī)制的變化是否顯著。

3 單個(gè)主震

利用上述方法，本文分析了我們目錄中的67個(gè)M＞7地震。此分析發(fā)現(xiàn)其中13個(gè)地震震源機(jī)制的變化，與震前的變化（表2）相比在1σ水平下是顯著的。我們使用此分析中早階段的1σ的較低要求以增加地震的數(shù)量，我們將檢查以確定按照上述新定義是否有應(yīng)力影區(qū)存在。

圖4 馬里亞納群島地區(qū)主震統(tǒng)計(jì)。（a）主震（黃五角星）和主震之前地震（藍(lán)實(shí)心圓）及主震之后地震（紅實(shí)心圓）的三元圖（原圖為彩色圖——譯注）。主震之前的5年有9個(gè)地震，主震之后的5年有13個(gè)地震。（b）主震前的平均機(jī)制（藍(lán)色）和主震后的平均震源機(jī)制（紅色），以及平均機(jī)制變化。（c）主震前震源機(jī)制取向變化的自助法分析結(jié)果以及平均變化和標(biāo)準(zhǔn)偏差，以測(cè)試觀測(cè)震源機(jī)制變化的顯著性。自助法從主震前的22個(gè)地震中抽取樣本。（d）所有震源機(jī)制每年地震數(shù)目的繪圖，顯示出主震發(fā)生時(shí)刻地震活動(dòng)的初始峰值?；疑珔^(qū)表示主震前后的5年，用來(lái)確定地震的年發(fā)生率。（e）主震前后5年的地震年發(fā)生率。逆沖地震的數(shù)量有減少，而主震之后地震的數(shù)目相對(duì)地震之前總體增加，平均震源機(jī)制的變化和至少一種震源機(jī)制的減少暗示著應(yīng)力影區(qū)

按照我們對(duì)應(yīng)力陰影的定義，盡管總體的地震活動(dòng)率可能會(huì)增加，但我們將會(huì)看到主震之后至少一種機(jī)制地震的發(fā)生率會(huì)下降，從而引起平均震源機(jī)制的變化。因此，我們仔細(xì)查看了顯示主震之后平均震源機(jī)制顯著變化（1σ）的13個(gè)地震的主震前后每個(gè)震源機(jī)制地震活動(dòng)的演化。對(duì)這13個(gè)平均震源機(jī)制變化顯著的地震，接著我們檢查每個(gè)主震前后5年期間內(nèi)每種機(jī)制每年地震的數(shù)目和每種機(jī)制的地震年發(fā)生率。然而，這13個(gè)地震中僅有2個(gè)至少有一種震源機(jī)制的活動(dòng)率降低了，當(dāng)前對(duì)動(dòng)態(tài)觸發(fā)的理解不能解釋這一點(diǎn)。這2個(gè)地震也顯示了2σ水平的震源機(jī)制的顯著變化，表明了這些地震震源機(jī)制的變化在統(tǒng)計(jì)上是顯著的。圖4顯示了平均震源機(jī)制有顯著變化、并且至少一種機(jī)制地震發(fā)生率降低了的2個(gè)地震中的一個(gè)；在此例中逆沖地震的數(shù)量有所減少。圖5顯示了造成平均震源機(jī)制顯著變化的一例，我們認(rèn)為該例所示不是傳統(tǒng)的應(yīng)力影區(qū)。在此例中，所有震源機(jī)制類型地震的發(fā)生率都增加了，但一些機(jī)制是不成比例的增加，從而引起平均震源機(jī)制變化了。由于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)應(yīng)力觸發(fā)模型都能解釋發(fā)生率增加，這種平均震源機(jī)制的變化不能被明確歸類于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)觸發(fā)模型。

觀察發(fā)現(xiàn)，67個(gè)MS≥7地震中，只有2個(gè)顯示任何一種震源機(jī)制的地震活動(dòng)減少，這表明像1906年舊金山地震之后的那種應(yīng)力影區(qū)是罕見(jiàn)的，或是因數(shù)據(jù)集相對(duì)較短（例如，±5年）而無(wú)法分辨MS≥7主震前后的差異。在我們的分析中，不管是靜態(tài)原因，還是動(dòng)態(tài)原因，我們都規(guī)定了震后的變化應(yīng)是顯著的，因此當(dāng)這些主震占分析地震總數(shù)的比例不大時(shí)，它們就與靜態(tài)應(yīng)力影區(qū)（而不是動(dòng)態(tài)應(yīng)力影區(qū)）一致。注意到此點(diǎn)很重要，因?yàn)樗砻黛o態(tài)應(yīng)力觸發(fā)的任何信號(hào)，尤其是存在影區(qū)的信息，是微弱的。這使得我們考慮是否可以通過(guò)疊加數(shù)據(jù)來(lái)提取這些信息。

4 疊加數(shù)據(jù)

矩張量目錄中單個(gè)主震之后平均地震震源機(jī)制有顯著變化的似乎很少。然而，1906年舊金山地震的應(yīng)力影區(qū)在主震之后第一個(gè)5年（我們數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度）內(nèi)也不應(yīng)該很明顯。于是有可能是我們的目錄中存在應(yīng)力影區(qū)，但因太弱以至于對(duì)單個(gè)地震而言它們并不明顯。不過(guò)，通過(guò)疊加數(shù)據(jù)我們可增強(qiáng)有關(guān)信號(hào)。我們將多個(gè)主震的影響結(jié)合起來(lái)以識(shí)別對(duì)單個(gè)地震來(lái)說(shuō)不明顯的任何弱信號(hào)。我們將主震震源機(jī)制分組而建立了3個(gè)疊加目錄。每個(gè)目錄包含已知震源機(jī)制的所有主震以及±2°方框內(nèi)的相關(guān)地震。對(duì)每個(gè)疊加目錄，我們將所有主震與同一種震源機(jī)制（為這種震源機(jī)制主震任意選擇的三元圖區(qū)域的中央震源機(jī)制）對(duì)齊。與每個(gè)主震相應(yīng)的每個(gè)地震的震源機(jī)制是以相同的數(shù)量改變，以保持相對(duì)結(jié)構(gòu)關(guān)系。一旦所有主震和相關(guān)地震被對(duì)齊后，就可疊加它們。然后我們使用這些新的疊加目錄來(lái)進(jìn)行第2節(jié)概述的平均機(jī)制及顯著性的計(jì)算。

使用疊加目錄，我們確定主震前后每種震源機(jī)制每年的地震數(shù)量（圖6上排圖）。圖6中的直方圖表明在所有情況下，對(duì)各種震源機(jī)制來(lái)說(shuō)主震之后每年地震數(shù)量都增加。然而，疊加數(shù)據(jù)的一個(gè)好處是，通過(guò)增加要分析地震的數(shù)量，我們可以通過(guò)各種震源機(jī)制地震活動(dòng)比率的變化來(lái)更好地分辨出平均震源機(jī)制的小變化，而在單個(gè)主震中不明顯。為了分解出平均震源機(jī)制的小變化，我們將三元相圖網(wǎng)格化成相等的10度區(qū)，并計(jì)算每個(gè)疊加目錄的每個(gè)主震前后5年內(nèi)地震數(shù)量的差異。我們通過(guò)下式來(lái)計(jì)算三元圖中每個(gè)子網(wǎng)格的活動(dòng)率變化：

式中na是主震后的地震數(shù)量，nb是主震前的地震數(shù)量。這給出了一個(gè)介于＋1和－1之間的數(shù)值，其中符號(hào)表示活動(dòng)率增加（正）或減少（負(fù)），而值的大小表示活動(dòng)率變化的強(qiáng)度。圖6的下排圖顯示了在網(wǎng)格化三元圖中確定活動(dòng)率變化的結(jié)果。藍(lán)色網(wǎng)格單元的出現(xiàn)表明我們已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)主震來(lái)闡明某些機(jī)制的減少。然而，我們?nèi)匀恍枰_定該信號(hào)在統(tǒng)計(jì)上是否顯著。

圖5 尼加拉瓜海岸附近主震的統(tǒng)計(jì)。（a）主震（黃五角星）、主震之前的地震（藍(lán)實(shí)心圓）和主震之后的地震（紅實(shí)心圓）的三元圖（原圖為彩色圖——譯注）。主震之前的5年有32個(gè)地震，之后5年有40個(gè)地震。（b）主震之前的平均震源機(jī)制（藍(lán)實(shí)心圓）和之后的（紅實(shí)心圓）以及平均震源機(jī)制變化。（c）主震之前震源機(jī)制方向變化的自助法分析結(jié)果以及平均變化和標(biāo)準(zhǔn)偏差，以測(cè)試觀測(cè)到的震源機(jī)制變化的顯著性。從主震之前的60個(gè)地震中作自助法抽樣。（d）所有震源機(jī)制每年地震數(shù)目的繪圖，顯示出主震發(fā)生時(shí)刻地震活動(dòng)的初始峰值?；铱虮硎局髡鹎昂蟮?年，用來(lái)確定地震的年發(fā)生率。（e）主震前后5年的地震年發(fā)生率。逆沖地震的數(shù)量有減少，而主震之后地震的數(shù)目相對(duì)地震之前總體增加，平均震源機(jī)制有變化和至少一種震源機(jī)制的減少暗示著應(yīng)力影區(qū)。雖然平均震源機(jī)制變化顯著，但主震后各種震源機(jī)制地震的數(shù)目都增加了。凡主震前沒(méi)有正斷層地震的地區(qū)，主震后正斷層地震數(shù)都明顯增加了，因而引起了平均震源機(jī)制的變化

為了檢驗(yàn)在網(wǎng)格化三元圖中地震活動(dòng)率降低的子區(qū)域的顯著性，我們生成了兩種不同的合成疊加目錄。第一個(gè)合成目錄是由隨機(jī)化選擇地震時(shí)間和像前面一樣使用落在主震前后5年內(nèi)的地震生成。第二個(gè)合成目錄是由從每個(gè)主震的完全目錄中隨機(jī)抽取的地震組成，同時(shí)保持主震前后的地震數(shù)目相同，從而有效地隨機(jī)化了地震的震源機(jī)制，并保持每個(gè)主震目錄中總體震源機(jī)制的分布。使用這兩個(gè)合成目錄，我們對(duì)網(wǎng)格單元中地震數(shù)目變化和平均震源機(jī)制變化的差異進(jìn)行蒙特卡羅分析。圖7第一排圖顯示了根據(jù)用蒙特卡羅分析隨機(jī)選擇地震時(shí)間（淺灰色）和震源機(jī)制（深灰色）得到的目錄算出的發(fā)生率的方差，其中黑線代表全球地震目錄得到的方差。全球目錄的方差在合成目錄的發(fā)生率離散變化的范圍之內(nèi)，表明全球目錄的總體離散程度與合成目錄的離散程度相同。這意味著，平均震源機(jī)制中的任何顯著變化都是由于主震之后地震的實(shí)際震源機(jī)制分布造成的。

圖6 疊加目錄的每年地震數(shù)目和發(fā)生率的變化。每個(gè)目錄由同一種震源機(jī)制的主震和所有相應(yīng)的地震活動(dòng)組成。所有主震按相同的震源機(jī)制劃分排列（任意選擇各種主震震源機(jī)制三元圖的中央震源機(jī)制）。與每個(gè)主震相關(guān)的各地震的震源機(jī)制按相同的數(shù)量改變，以保持相對(duì)的結(jié)構(gòu)關(guān)系，然后疊加。上排圖顯示每種主震震源機(jī)制主震前后每年的地震數(shù)目。主震之后各種震源機(jī)制類型每年的地震數(shù)目都有增加，但如果我們看一下通過(guò)三元圖網(wǎng)格確定的小的震源機(jī)制范圍，如下排圖所示，某些震源機(jī)制下降明顯。每個(gè)子三角形中的顏色（原圖為彩色圖——譯注）代表如方程（1）所定義的主震之后的歸一化發(fā)生率變化。藍(lán)色代表地震活動(dòng)減弱，紅色代表地震活動(dòng)增強(qiáng)

合成目錄和全球目錄的主震之后平均震源機(jī)制的變化顯示在圖7下排中。對(duì)于所有主震震源機(jī)制，全球目錄中可看出平均震源機(jī)制的變化與合成目錄相比是顯著的，有95%以上的置信概率，雖然走滑主震的信號(hào)比逆斷和正斷主震的小。圖8顯示繪制在三元圖上的疊加目錄主震前后的平均震源機(jī)制。合成目錄震源機(jī)制的變化用主震前平均機(jī)制的1σ和2σ等值線表示（藍(lán)色）。該圖再次說(shuō)明，對(duì)三種主震機(jī)制，主震后的平均震源機(jī)制變化在95%的置信水平上是顯著的，即在全球范圍內(nèi)，主震確實(shí)會(huì)改變一次MS≥7地震后發(fā)生的地震的平均震源機(jī)制。這表明，雖然我們不能肯定地說(shuō)，一個(gè)主震會(huì)抑制某種特定機(jī)制地震的發(fā)生，甚至?xí)种迫獔D中某個(gè)小網(wǎng)格所表示的特定機(jī)制的地震，但卻出現(xiàn)了可能與靜態(tài)應(yīng)力觸發(fā)有關(guān)的平均震源機(jī)制的變化。

圖7 兩個(gè)地震時(shí)間（淺灰色）和震源機(jī)制（深灰色）隨機(jī)的合成目錄的蒙特卡羅模擬和疊加目錄方差及平均震源機(jī)制變化的對(duì)比。合成目錄是使用每個(gè)主震的完整目錄創(chuàng)建的。然后每個(gè)目錄在時(shí)間上或震源機(jī)制上隨機(jī)化并疊加，計(jì)算發(fā)生率和震源機(jī)制變化。方差的計(jì)算像圖6下排圖顯示的三元圖中的小三角形計(jì)算發(fā)生率變化方差一樣簡(jiǎn)單。數(shù)據(jù)的方差落在兩個(gè)合成目錄的方差之內(nèi)，表明震源機(jī)制的任何顯著變化都是由于主震后地震的實(shí)際分布造成的。下排圖表示這兩個(gè)合成目錄資料的平均震源機(jī)制變化（黑線）和震源機(jī)制變化的預(yù)期分布。對(duì)所有三個(gè)疊加目錄，平均震源機(jī)制的變化在2σ水平上是顯著的

圖8 對(duì)每個(gè)疊加目錄震源機(jī)制變化顯著性的另一種表示方式。藍(lán)實(shí)心圓和紅實(shí)心圓（原圖為彩圖——譯注）分別表示主震前和主震后的平均震源機(jī)制。主震前平均震源機(jī)制周圍的這2個(gè)藍(lán)色同心圓表示合成目錄預(yù)期的1σ和2σ的震源機(jī)制變化。在所有情況下，所觀察到的震源機(jī)制變化都位于2σ等值線之外

圖9 使用疊加目錄的z值、β值和γ值計(jì)算地震發(fā)生率變化顯著度的網(wǎng)格化三元圖。對(duì)其中的所有圖，分別用紅色（原圖為彩色圖——譯注）和藍(lán)色表示地震發(fā)生率的增加和降低。上排圖使用z值來(lái)顯示發(fā)生率的變化，圖中大于±1.67的z值對(duì)2σ水平是顯著的。第二排圖使用β值來(lái)顯示發(fā)生率的變化。也是大于±1.67的值對(duì)2σ水平是顯著的。下排圖使用γ值顯示地震活動(dòng)變化。在這種情況下，在2σ水平處大于±2的值是顯著的。用上述3種量度地震活動(dòng)率變化顯著度的方法，可以分辨出地震活動(dòng)率顯著降低引起的震源機(jī)制的細(xì)微變化。這表明從圖6和圖10中看到的地震發(fā)生率的降低是可信的

除了上述用公式（1）來(lái)計(jì)算每個(gè)子網(wǎng)格中的發(fā)生率變化和測(cè)試其顯著性的方法外，我們還使用z值（Habermann，1987）、β值（Matthews and Reasenberg，1988）和γ值（Marsan and Nalbant，2005）來(lái)計(jì)算發(fā)生率變化的顯著性。這些值中的每一個(gè)表示的是兩個(gè)時(shí)間段之間發(fā)生率的變化，而不是實(shí)際發(fā)生率的變化。該顯著性基于泊松（γ）和高斯（z和β）分布統(tǒng)計(jì)。圖9展示了用這3個(gè)統(tǒng)計(jì)量衡量的由疊加目錄得到的發(fā)生率變化的顯著性，藍(lán)色區(qū)表示地震活動(dòng)率降低。對(duì)于z和β，1.67值表示90%的顯著性，而對(duì)于γ，2表示99%的顯著性。這3個(gè)統(tǒng)計(jì)量都顯示了某種機(jī)制地震統(tǒng)計(jì)上顯著的發(fā)生率降低。z、β和γ值沒(méi)有在三元圖網(wǎng)格的相同三角形中顯示發(fā)生率增加和降低，這說(shuō)明了兩件事：第一，由于可分析的地震數(shù)量少，存在泊松和高斯統(tǒng)計(jì)的先天不穩(wěn)定性；第二，對(duì)于任意給定的變化范圍很小的機(jī)制，地震發(fā)生率變化可能不具有統(tǒng)計(jì)上的顯著性，即使平均震源機(jī)制有顯著變化。這種不穩(wěn)定性和類似結(jié)論支持我們使用公式（1）來(lái)定義發(fā)生率變化和合成目錄，以確定顯著性對(duì)本研究和我們的結(jié)論是有效的。

對(duì)MS≥7主震之后所觀測(cè)到的平均震源機(jī)制變化的另一種解釋是，一些地區(qū)主震前某些震源機(jī)制占主導(dǎo)，但主震后有各種震源機(jī)制的地震。此結(jié)果有可能是由于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)應(yīng)力觸發(fā)引起的。作為實(shí)驗(yàn)，我們?nèi)コ酥髡鸷蟮谝荒陜?nèi)的地震，這些地震可能主要受動(dòng)態(tài)觸發(fā)信號(hào)的影響。Parsons（2002）發(fā)現(xiàn)，全球范圍內(nèi)MS≥7主震之后地震活動(dòng)有大的初始峰值出現(xiàn)在應(yīng)力影區(qū)內(nèi)，并在第一年內(nèi)衰減回到背景活動(dòng)率；一批余震最容易被解釋為動(dòng)態(tài)觸發(fā)的地震。如果我們?nèi)コ髡鸷蟮谝荒昶陂g發(fā)生的所有地震，會(huì)出現(xiàn)震源機(jī)制的顯著變化嗎？

圖10 去除了主震后第一年地震的疊加目錄的每年地震數(shù)目和發(fā)生率變化。上排圖顯示每種主震震源機(jī)制主震前后每年的地震數(shù)目。走滑主震之后走滑和正斷層地震的數(shù)量現(xiàn)在略微下降。下排圖顯示了三元圖上次類震源機(jī)制發(fā)生率的變化。每個(gè)小三角形的顏色（原圖為彩色圖——譯注）代表由式（1）定義的主震之后歸一化發(fā)生率的變化。藍(lán)色表示地震活動(dòng)降低，紅色表示地震活動(dòng)增強(qiáng)

我們重復(fù)做去除主震后第一年內(nèi)發(fā)生的地震再做數(shù)據(jù)疊加的分析。圖10的第一排圖顯示了主震前后每年發(fā)生地震的數(shù)目。地震活動(dòng)率的增加遠(yuǎn)小于包含主震后第一年發(fā)生地震的結(jié)果（圖6和圖10）。正斷層和逆斷層主震之后正斷層地震保持了適度增加。走滑主震之后的正斷層和走滑斷層地震的平均發(fā)生率略有下降，盡管變化很小，其顯著性值得懷疑。圖10第二排圖顯示了網(wǎng)格化的三元圖，用顏色表示每個(gè)小網(wǎng)格中主震之后地震活動(dòng)率的變化。在各種情況下，有更多小網(wǎng)格顯示了地震活動(dòng)率降低，但問(wèn)題仍是這些變化是否顯著。圖11顯示了數(shù)據(jù)（黑線）與平均震源機(jī)制的方差和變化的對(duì)照?qǐng)D，平均機(jī)制的統(tǒng)計(jì)分布是用隨機(jī)時(shí)間（深灰色）和隨機(jī)震源機(jī)制（淺灰色）的合成數(shù)據(jù)由蒙特卡羅試驗(yàn)得出的。不像包含主震后第一年地震時(shí)，只有一種情況實(shí)際數(shù)據(jù)方差以95%的置信概率落在合成目錄方差的離散范圍之外。然而對(duì)于其中的正斷層和逆斷層主震，平均震源機(jī)制的變化在2σ水平上是顯著的，走滑主震的平均震源機(jī)制變化在1σ水平上是顯著的（圖11b和11c）。

圖11 由疊加目錄和兩個(gè)合成目錄得到的方差和震源機(jī)制變化的比較，疊加目錄中去除了主震后第一年的地震（原圖為彩色圖——譯注）。本圖解釋見(jiàn)圖7和圖8的說(shuō)明。本圖再次說(shuō)明，觀測(cè)數(shù)據(jù)的機(jī)制變化在如合成目錄所示的2σ水平上是顯著的

圖12 據(jù)Parsons（2002）結(jié)果的修改圖。顯示剪切應(yīng)力增加和降低的地震數(shù)都有一個(gè)尖峰，表明動(dòng)態(tài)觸發(fā)是信號(hào)的一部分。剪切應(yīng)力增加的地震的額外數(shù)目可能由靜應(yīng)力變化引起。藍(lán)線（原圖為彩色圖——譯注）增加后快速下跌回至背景水平，表明動(dòng)態(tài)應(yīng)力機(jī)制對(duì)地震發(fā)生率幾乎沒(méi)有長(zhǎng)期影響作用。紅線有較大增加可以解釋為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)觸發(fā)都有。紅線的初始增加也如動(dòng)態(tài)觸發(fā)預(yù)期一樣快速回落但仍保持高于背景水平5年多，表明有靜態(tài)觸發(fā)。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)影響的疊加可能是對(duì)單個(gè)地震而言應(yīng)力影區(qū)觀測(cè)非常罕見(jiàn)的原因，而且只有疊加全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)我們才可以分辨它們。但即使這樣，信號(hào)是微弱的，不像有傳統(tǒng)應(yīng)力影區(qū)出現(xiàn)的1906年舊金山地震類型的信號(hào)那么強(qiáng)

我們將主震后第一年的地震去除后，也做了第3節(jié)所述的單個(gè)主震分析。結(jié)果與包含整個(gè)目錄的結(jié)果基本相似。從67個(gè)分析過(guò)的主震中，有14個(gè)在1σ處平均震源機(jī)制變化顯著。在這14個(gè)地震中，有6個(gè)顯示主震后一種震源機(jī)制類型下降，然而，大多數(shù)下降是從主震前1～2個(gè)地震開(kāi)始到主震后一個(gè)也沒(méi)有。僅有2個(gè)地震表現(xiàn)出在主震之后至少有一種以上震源機(jī)制類型出現(xiàn)明顯下降。

不管主震后第一年的地震是否包含在內(nèi)，用疊加目錄得到的平均震源機(jī)制都出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)上顯著的變化，盡管相對(duì)合成目錄而言疊加目錄的方差不同。這表明，當(dāng)包含第一年的地震時(shí)，觀測(cè)到的震源機(jī)制中的一些變化是由于各種震源機(jī)制的地震都受到了影響（即動(dòng)態(tài)觸發(fā)）造成的。然而，當(dāng)去除第一年的地震后，疊加目錄的方差顯著不同于合成目錄的，說(shuō)明震源機(jī)制中觀察到的任何變化不是由于各種震源機(jī)制地震受到了影響造成的，而是由選擇性震源機(jī)制地震（即靜態(tài)觸發(fā)）進(jìn)入或退出造成的。因此，由主震觸發(fā)的各種震源機(jī)制的地震造成震源機(jī)制變化是不太可能的，因?yàn)楫?dāng)去除主震后第一年的地震時(shí)平均震源機(jī)制有顯著變化。這表明，當(dāng)信號(hào)非常微弱且疊加在動(dòng)態(tài)應(yīng)力觸發(fā)信號(hào)上時(shí)，MS≥7之后的平均震源機(jī)制的變化可能意味著靜態(tài)應(yīng)力觸發(fā)。

5 討論

根據(jù)在本文開(kāi)頭建立的應(yīng)力影區(qū)的定義，我們開(kāi)始這項(xiàng)研究來(lái)尋找由主震引發(fā)的與單個(gè)MS≥7地震關(guān)聯(lián)的地震平均震源機(jī)制的變化，這種變化暗示著地震影區(qū)。被識(shí)別為可能觸發(fā)其他地震的67個(gè)主震中，有13個(gè)顯示震源機(jī)制1σ水平的顯著變化。然而，這13個(gè)地震中僅有2個(gè)沒(méi)有表現(xiàn)出各種震源機(jī)制的地震發(fā)生率都全面增加。因此，67個(gè)主震中僅有2個(gè)不能用動(dòng)態(tài)過(guò)程來(lái)解釋觀測(cè)到的地震發(fā)生率變化。這兩個(gè)地震可能顯示有靜態(tài)應(yīng)力變化產(chǎn)生的應(yīng)力影區(qū)。這表明，顯著的應(yīng)力影區(qū)在全球范圍內(nèi)是罕見(jiàn)的。

如果由靜態(tài)應(yīng)力變化引起的應(yīng)力影區(qū)信號(hào)微弱，這可能說(shuō)明應(yīng)力影區(qū)仍然是存在的，只不過(guò)不能由單個(gè)地震的活動(dòng)分辨出來(lái)。使用主震的全球目錄及與其相關(guān)的地震，我們疊加每種震源機(jī)制的數(shù)據(jù)來(lái)放大存在的任何小信號(hào)。地震數(shù)量的增加允許我們網(wǎng)格化我們的三元圖，并檢查在更小的機(jī)制分段中地震發(fā)生率的變化。我們發(fā)現(xiàn)在某些小的機(jī)制范圍（機(jī)制子集）內(nèi)可以分辨出統(tǒng)計(jì)上顯著的發(fā)生率的下降，但發(fā)生率下降的地震機(jī)制與主震機(jī)制之間似乎沒(méi)有相關(guān)性。然而，疊加數(shù)據(jù)中主震之后平均機(jī)制的變化在統(tǒng)計(jì)上是顯著的。與時(shí)間和機(jī)制都是隨機(jī)分布的合成目錄相比，觀測(cè)數(shù)據(jù)中機(jī)制的變化在2σ水平上是顯著的。

然而，疊加數(shù)據(jù)中平均震源機(jī)制的變化伴隨著主震后各種震源機(jī)制地震數(shù)量的增加。這不適合我們關(guān)于應(yīng)力影區(qū)的新定義，因?yàn)槠骄鹪礄C(jī)制的變化不是由于特定斷層機(jī)制的地震數(shù)目減少引起的。因此，該震源機(jī)制的改變可能被解釋為動(dòng)態(tài)地震觸發(fā)。如果主震之前給定震源機(jī)制的地震很少或沒(méi)有，而主震后各種震源機(jī)制的地震增加，那么平均震源機(jī)制將有變化。此結(jié)果可能表明一個(gè)動(dòng)態(tài)觸發(fā)過(guò)程，但動(dòng)態(tài)觸發(fā)也可能掩蓋了一個(gè)靜態(tài)應(yīng)力觸發(fā)信號(hào)。通過(guò)去除主震后第一年內(nèi)的地震，我們限制了這些地震中可能由動(dòng)態(tài)應(yīng)力觸發(fā)的許多地震。這樣一來(lái)，我們觀察到了機(jī)制子集中的震源機(jī)制受到了統(tǒng)計(jì)上顯著的抑制，因此平均震源機(jī)制的總體變化可能代表著靜態(tài)應(yīng)力影區(qū)。然而，我們?cè)诏B加數(shù)據(jù)后僅能分解預(yù)示應(yīng)力影區(qū)的平均震源機(jī)制的變化，表明靜態(tài)應(yīng)力在改變地震發(fā)生率中的作用是非常微弱的。因此我們不能排除一個(gè)假設(shè)，即大多數(shù)的地震觸發(fā)是動(dòng)態(tài)過(guò)程導(dǎo)致的，但我們可以識(shí)別出在某種程度上起作用的靜態(tài)應(yīng)力過(guò)程。

這些結(jié)果與Parsons（2002）用全球地震目錄研究MS≥7地震之后在靜態(tài)剪切應(yīng)力增加和減弱的區(qū)域內(nèi)觀測(cè)到的地震發(fā)生的變化（圖12）相一致。紅線表示與主震引起的剪切應(yīng)力增加相關(guān)的地震，藍(lán)線表示與剪切應(yīng)力降低相關(guān)的地震。雖然這兩個(gè)曲線都顯示主震之后有按大森定律衰減的地震活動(dòng)的尖峰，但剪切應(yīng)力增強(qiáng)區(qū)域中增加的地震數(shù)量幾乎是剪切應(yīng)力減弱區(qū)域中增加地震的兩倍。Parsons（2002）所做的觀測(cè)再加上此項(xiàng)工作的結(jié)果，暗示著經(jīng)過(guò)剪切應(yīng)力降低的地震活動(dòng)率的增加可能是由于動(dòng)態(tài)觸發(fā)造成的，而經(jīng)歷剪切應(yīng)力增加的地震則可能是由于動(dòng)態(tài)和靜態(tài)觸發(fā)共同造成的。剪切應(yīng)力增加與剪切應(yīng)力降低區(qū)域地震活動(dòng)率尖峰的幅度差異可能是由于靜態(tài)應(yīng)力變化觸發(fā)的地震造成的。此外，與剪切應(yīng)力降低相關(guān)的地震在主震之后約1～2年回落到背景地震活動(dòng)率，而與剪切應(yīng)力增加相關(guān)的地震則要經(jīng)過(guò)8～12年才能返回到背景地震活動(dòng)率。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)影響的疊加可能解釋為什么對(duì)單個(gè)地震來(lái)說(shuō)觀測(cè)到的應(yīng)力影區(qū)很稀少。此外，本文或Parsons（2002）的模型中皆未考慮主震的非均勻滑動(dòng)引起的靜態(tài)應(yīng)力變化，這種應(yīng)力變化應(yīng)該會(huì)在寬應(yīng)力影區(qū)內(nèi)產(chǎn)生地震活動(dòng)增強(qiáng)的孤立區(qū)域（Helmstetter and Shaw，2006；Marsan，2006）。最后，我們認(rèn)識(shí)到，不同的構(gòu)造活動(dòng)區(qū)會(huì)有不同的余震持續(xù)時(shí)間，而這可能會(huì)影響到疊加目錄的地震活動(dòng)衰減曲線的形狀。然而，該目錄完全可以疊加，因?yàn)樗p曲線都具有相同的指數(shù)形狀。當(dāng)具有更短衰減曲線的余震序列被疊加到一個(gè)較長(zhǎng)衰減曲線的序列上時(shí)，將對(duì)回到背景水平后的整體地震活動(dòng)率的變化毫無(wú)貢獻(xiàn)。此外，我們最關(guān)心的是短期（±5年）序列，以及所有主震目錄的地震活動(dòng)在零時(shí)間（主震的發(fā)震時(shí)間）都有一個(gè)尖峰。具有不同衰減曲線的地震目錄的疊加將對(duì)這項(xiàng)工作有更大的影響，如果我們?cè)噲D選擇回到背景率的平均時(shí)間。

我們需要用全球目錄來(lái)疊加地震活動(dòng)以克服這些影響和分辨應(yīng)力影區(qū)。然而，來(lái)自全球目錄的應(yīng)力影區(qū)信號(hào)不同于強(qiáng)烈的1906年地震類型的信號(hào)，由于在本研究中我們僅有±5年的觀察期，我們需要經(jīng)歷一個(gè)困難的時(shí)間來(lái)識(shí)別1906年類型的應(yīng)力影區(qū)，該影區(qū)的影響在±75年期間最顯著（Bakun，1999；Stein，1999）。我們轉(zhuǎn)而考察平均震源機(jī)制的變化，這可能是應(yīng)力影區(qū)的一種更典型的形式。

我們觀察到的靜態(tài)信號(hào)很微弱，且需要許多地震的疊加才能分辨出來(lái)，這與Pollitz和Johnston（2006）的工作結(jié)果是一致的。通過(guò)研究與加州圣胡安包蒂斯塔附近M～5的脈沖式地震和慢地震相關(guān)的余震發(fā)生率，Pollitz和Johnston（2006）發(fā)現(xiàn)脈沖式地震觸發(fā)了高得多的余震活動(dòng)。由于脈沖地震和慢地震的矩釋放大致相當(dāng)，他們將余震發(fā)生率的差別歸因于脈沖地震之后的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，慢地震則缺乏這一點(diǎn)。另一種解釋微弱的或延遲出現(xiàn)的應(yīng)力影區(qū)的機(jī)制是主震之后應(yīng)力場(chǎng)的非均勻性（Marsan，2006）。這種機(jī)制對(duì)于靠近發(fā)生非均勻滑動(dòng)的主破裂面區(qū)域尤其重要。此外，這也許可以解釋為什么使用與庫(kù)侖破裂應(yīng)力建模一樣的光滑滑移分布都如此難以確定像1906年舊金山地震之后那個(gè)應(yīng)力影區(qū)信號(hào)。應(yīng)力非均勻性對(duì)應(yīng)力影區(qū)的影響與Pollitz和Johnston（2006）的結(jié)論并不矛盾，研究這種影響超出了本文的范圍，因?yàn)槲覀儧](méi)有或沒(méi)考慮過(guò)已分析的67個(gè)地震的應(yīng)力場(chǎng)的破裂模型。

通常已認(rèn)識(shí)到，現(xiàn)用單個(gè)主震引起的靜態(tài)庫(kù)侖應(yīng)力變化模型不能模擬出占地震目錄大部分的發(fā)生在斷層上的余震。這些研究一般已經(jīng)去除了主震破裂面一定距離內(nèi)的余震（Mallman and Zoback，2007；Toda et al，1998）。然而，理論上全球目錄將是斷層上和斷層周邊余震的混合，余震會(huì)提高分辨出地震活動(dòng)率增加的趨勢(shì)。我們發(fā)現(xiàn)，在我們的全球目錄中幾乎沒(méi)有沿主震破裂斷層面分布的余震，這表明斷層上的余震對(duì)我們研究的地震活動(dòng)率變化沒(méi)有大的影響。

類似于1906年舊金山地震之后觀察到的那種能明確識(shí)別的應(yīng)力影區(qū)，似乎在全球范圍內(nèi)很少見(jiàn)。然而，1906年地震的影區(qū)是根據(jù)M＝6地震數(shù)量的減少才被發(fā)現(xiàn)的，這點(diǎn)經(jīng)過(guò)幾十年時(shí)間后才變得明確，經(jīng)過(guò)的時(shí)間比我們使用目錄的時(shí)間長(zhǎng)得多。因此可以說(shuō)，在我們目錄中沒(méi)有看見(jiàn)單個(gè)地震的應(yīng)力影區(qū)并不表示沒(méi)有應(yīng)力影區(qū)，而是我們的目錄太短，以致于無(wú)法識(shí)別地震活動(dòng)率的變化。也有可能是，如果1906年地震之后的目錄對(duì)M＝4以上的地震是完整的話，與M＝6地震相比，由于M＝4和5的背景地震的數(shù)量更多，因此應(yīng)力影區(qū)也許會(huì)更早就變得明顯了。此外，1906年舊金山地震不同尋常之處在于它是一條特別長(zhǎng)的走滑破裂，大多數(shù)區(qū)域性斷裂平行于主破裂，因此減少了該地區(qū)大多數(shù)活動(dòng)斷裂的靜態(tài)應(yīng)力。由于全球地震目錄中逆斷層地震占多數(shù)，地震的破裂長(zhǎng)度比1906年舊金山地震的圣安德烈斯斷層破裂短得多。這并不奇怪，我們?cè)谌騇S≥7地震之后沒(méi)有看到很多地震活動(dòng)率減少，而且活動(dòng)率降低的缺乏畢竟似乎不是應(yīng)力影區(qū)的主要征兆。相反，我們認(rèn)為由主震之后平均震源機(jī)制變化證實(shí)的靜態(tài)觸發(fā)（以及影區(qū)）的確存在。這表明，盡管靜態(tài)信號(hào)非常微弱，而且通常要疊加許多地震后才能看出來(lái)，但地震觸發(fā)和抑制的靜態(tài)應(yīng)力模型是不能被排除掉的。

6 結(jié)論

我們從全球范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)，在67個(gè)可測(cè)試的主震中，僅有2個(gè)地震顯示了地震活動(dòng)率和平均震源機(jī)制的變化，這種變化無(wú)法用動(dòng)態(tài)效應(yīng)來(lái)解釋。然而，通過(guò)按主震類型來(lái)疊加所有地震，并按震源機(jī)制用網(wǎng)格將有關(guān)地震分組，這樣得到了似乎能顯示主震之后地震活動(dòng)性降低的震源機(jī)制子集。對(duì)于主震之后5年內(nèi)以及當(dāng)去除第一年余震后的一些震源機(jī)制來(lái)說(shuō)，主震之后平均震源機(jī)制的變化是顯著的。于是我們得出以下結(jié)論：通過(guò)疊加全球數(shù)據(jù)，我們開(kāi)始能分辨出對(duì)大多數(shù)主震因信號(hào)微弱而無(wú)法單獨(dú)識(shí)別的可能存在的應(yīng)力影區(qū)。此外，由于所研究的67個(gè)MS≥7的主震中，沒(méi)有一個(gè)地震存在傳統(tǒng)定義的應(yīng)力影區(qū)，因此類似于1906年之后所觀察到整體地震活動(dòng)降低的例子，似乎是非常罕見(jiàn)的，至少在大多數(shù)地震目錄的時(shí)間范圍內(nèi)罕見(jiàn)。而在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，類似于1906年舊金山地震之后所觀察到的地震活動(dòng)減弱是可能存在的，主震之后幾年內(nèi)地震危險(xiǎn)性降低的一般性假設(shè)可能是不準(zhǔn)確的。在這項(xiàng)研究中，我們已經(jīng)能夠識(shí)別靜態(tài)應(yīng)力影區(qū)非常細(xì)微的信號(hào)，表明應(yīng)力影區(qū)可能需要被納入地震危險(xiǎn)性計(jì)算中。本文發(fā)現(xiàn)了在主震后5年的時(shí)間尺度內(nèi)，應(yīng)力影區(qū)的信號(hào)太弱，因而我們放棄了主震后地震危險(xiǎn)性會(huì)降低的一般性假設(shè)。我們的這一考慮對(duì)更保守的危險(xiǎn)性估計(jì)工作是有利的。

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