联合GPS和GRACE观测研究日本 M W 9.0地震震后变形机制

利用GPS和GRACE观测数据研究了日本 M W 9.0地震的震后变形特征.GPS观测显示，区域震后位移呈现随指数函数变化特征，变化速率符合大森公式的衰减特性；近五年的震后水平位移累积已达到东向60~165 cm，南向20~65 cm的量值，距震中较远站点已超过同震变化量，且震后变形仍然持续.GRACE观测到显著的震后重力变化，地震破裂两侧的重力变化总体均呈上升趋势，但海洋侧的变化速率较快.联合震后余滑和黏弹性位错理论对震后变形进行了模拟，探索了GPS和GRACE观测的综合应用方法.研究发现，综合考虑震后余滑和黏滞性松弛效应可以对日本地震的震后变形做出较合理的解释，震后初期余滑起主要作用，1至2年以后逐渐减弱，黏滞性松弛作用逐渐增强.在震后变形模拟和区域黏滞性结构反演中形成GPS和GRACE观测结合应用的方法，先基于震后GPS形变估算区域黏滞性结构，而后利用GRACE观测修正深部的黏滞系数，并综合利用这两种观测微调浅层黏滞系数，最终确定区域黏滞性结构.基于该方法反演了日本震源区的地幔黏滞性结构，地震断层破裂两侧的流变参数存在差异，大陆侧的地幔顶层黏滞系数在1.0×10 19 Pa·s量级，而海洋侧的则略小于大陆的，在6.0×10 18 Pa·s量级.