近日,Earth-Science Reviews(ESR)发表论文,该研究通过系统整理汇总历史上地震引发的异常海啸和海底电缆断裂事件,构建了1900年以来地震诱发海底滑坡的全球数据库,并首次从多角度对比分析了海底地震滑坡与陆地地震滑坡的差异性与相似性,为深化对海底地震滑坡的整体认识提供了重要科学依据。
题目
: Earthquake-induced
Submarine Landslides (EQISLs) and a comparison with their Terrestrial
Counterparts: Insights from a New Database
作者:
Peng Du,
Linlin Li*, Achim Kopf, Dawei Wang, Kejie Chen, Huabin Shi, Weitao Wang, Xiaoyi
Pan, Gui Hu, Peizhen Zhang
期刊:
Earth-Science
Reviews
链接:
https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2024.105021
本研究通过系统性文献综述汇总了自1900年以来124起与异常海啸或海底电缆断裂相关的地震事件,并建立了一个全球海底地震滑坡数据库(见图1)。研究提炼了海底滑坡的关键参数,如滑坡位置、初始水深、平均坡度、滑坡体积以及滑坡类型,并整合了地震参数,包括震级、震中距离、峰值地面加速度(PGA)及修订麦加利烈度(MMI)。研究还深入探讨了南海及其周边、地中海及其邻域、太平洋西北部与东北部、几内亚群岛以及加勒比海等六个海域的海底地震滑坡易发区域及其灾害孕育环境。此外,本研究首次从多个角度对比分析了地震引发的海底滑坡与陆地滑坡的异同,涵盖滑坡特性、坡度参数、触发震级、地震参数(PGA与MMI)、震级与最大震中距离上限曲线以及触发机制等方面。
图
1
自
1900
年以来触发海底滑坡的地震全球分布图
(
见原文图
2)
从对地震引发的海底滑坡数据库的分析中,我们得出了几个关键结论:
1) 约85%的海底滑坡发生在距离海岸线20公里以内(见图2),这一特点使得海啸预警和防范的时间窗口十分狭窄;
2) 在70次引发异常海啸的地震中,约一半的震中位于陆地,且近40%为走滑型事件,这为海啸预警系统带来了额外挑战;
3) 海底滑坡的触发可由非常微弱的地震波动引发,最低PGA值可低至0.01g,最低MMI值为3.6。
此外,通过将地震引发的海底滑坡与陆地滑坡进行对比,我们发现以下几个重要差异:海底滑坡通常发生在坡度较缓的区域(<20°对比0~85°);海底滑坡的体积通常是陆地滑坡的四个数量级;在相同震级的地震作用下,海域中的滑坡可触发更远的距离(见图3);而触发海底滑坡的地震震级通常稍低于触发陆地滑坡的震级。尽管如此,海底滑坡与陆地滑坡在震动参数(如PGA和MMI)及震源机制方面显示出更多的相似性,超出了我们的预期。鉴于海底滑坡与陆地滑坡的研究涉及的是在统一框架下的相互关联科学问题,本研究特别强调了进行这两类滑坡的对比分析和验证的必要性,以便更好地揭示地震触发海底滑坡的复杂机制及其内在联系。
图2 触发异常海啸(ATs)和海底光缆断裂(SCBs)的地震参数统计:(a) 震级;(b) 震中距海岸距离(见原文图14)
图3 地震震级与滑坡最大震中距离上限曲线:(a)与已有研究中的地震诱发水下滑坡(包括湖泊滑坡)的比较;(b) 与陆地地震滑坡的对比(见原文图21)。
在新建立的全球1900年以来地震触发的海底滑坡数据库中,南海及其周边区域尤为突出,成为地震引发海底滑坡的高发区域。共有51起海底滑坡事件发生在该地区,占全球总数的41%。这些事件主要集中分布在南海东部的台湾省、吕宋海峡及菲律宾等海域,这些区域也是海底光缆分布密集的地方(见图4)。