الگو‌سازی چرخه زمین‌لرزه‌ای‌ در گسل شمال تبریز بر پایه داده‌های GPS

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

2 ستادیار، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

3 دانشیار، آموزشکده نقشه‌برداری، سازمان نقشه‌برداری کشور، تهران، ایران

4 استادیار، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

5 استادیار، دانشکده ریاضی و کامپیوتر، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران

چکیده

بررسی دگرشکلی‌های بین‌لرزه‌ای مانند آهنگ لغزش گسل‌ها بیشتر با استفاده از مطالعات ژئودزی، زمین‌‌شناسی زمین‌لرزه‌ها، دیرینه‌لرزه‌شناسی و استفاده از الگوهای مکانیکی، تجربی و عددی امکان‌پذیر است. در این الگو‌سازی‌ها با ایجاد ارتباط میان متغیرهای زمین‌لرزه‌ای گسل و داده‌های گرد‌آوری شده از ایستگاه‌های GPS افزون بر تعیین آهنگ لغزش گسل، امکان برآورد متغیرهای ژئودینامیکی دیگری مانند ستبرای لایه کشسان، دوره بازگشت زمین‌لرزه‌ها، زمان بازگشت‌پذیری سست‌کره، زمان سپری شده از آخرین رویداد زمین‌لرزه و ژرفای قفل‌شدگی گسل نیز وجود دارد. پژوهش حاضر با استفاده از نمونه‌گیری تصادفی بوت‎استرپ داده‌های ژئودتیک مربوط به گسل شمال تبریز و الگوسازی عددی در محیط نرم‌افزاری R و Matlab، مقادیر متغیرهای لرزه‌ای- ژئودینامیکی یاد شده را برآورد کرده است. بر این اساس، محدوده 1±5/6-4 میلی‌متر در سال برای آهنگ لغزش گسل، 5 تا 25 کیلومتر برای ستبرای لایه کشسان، 160 تا 185سال برای زمان بازگشت‌پذیری سست‌کره، 650 تا 950 سال برای دوره بازگشت زمین‌لرزه‌ها و 200 تا 1400 سال برای زمان سپری شده از آخرین رویداد زمین‌لرزه برای قطعه شمال ‌باختری گسل به دست می‌آید. این الگو‌سازی در قطعه جنوب‌ خاوری گسل شمال تبریز محدوده 1±5/5-5/3 میلی‌متر در سال را برای آهنگ لغزش گسل، 8 تا 16 کیلومتر را برای ستبرای لایه کشسان، 220 تا 340 سال را برای زمان بازگشت‌پذیری سست‌کره، 750 تا 1050 سال را برای دوره بازگشت زمین‌لرزه‌ها و 200 تا 1500 سال را برای زمان سپری شده از آخرین رویداد زمین‌لرزه نشان می‌دهد. مقادیر به دست آمده با نتایج کار دیگر پژوهشگران که از روش‌های دیگری مانند دیرینه‌لرزه‌شناسی به برآورد متغیرهای زمین‌لرزه‌ای گسل شمال تبریز پرداخته‌اند، سازگاری مناسبی را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling the earthquake cycle of the North Tabriz fault by using GPS data

نویسندگان [English]

  • M Talebian 1
  • M Shahpasand-Zadeh 2
  • Y jamour 3
  • M.R Sepahvand 4
  • A Arabpour 5
1 M.Sc., University of Advanced Technology, Kerman, Iran
2 Assistant Professor, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran
3 Associate Professor, Geomatics College, National Cartographic Center (NCC), Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran
5 Assistant Professor, Faculty of Mathematics & Computer, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

Determination of inter-seismic deformations such as fault slip-rate can usually be achieved by using geodetic observations, earthquake geology and paleo-seismology, as well as mechanical, empirical and numerical modeling. In these models, combination of the fault seismic parameters and the GPS data can help estimate the fault slip-rate, the elastic thickness of the lithosphere, the earthquakes recurrence time, the relaxation time of the asthenosphere, the elapsed time of earthquake and the locking depth of the fault. In this study, we utilize the geodetic data of the North Tabriz Fault (NTF) by using  random Bootstrap sampling and conducting  numerical modeling by code writing in the R and MATLAB softwares. In this concern, the fault slip-rate and elastic layer thickness are estimated to be ~4-6.5±1 mm/yr and ~5-25 km, respectively, for the NW segment of the NTF. Similarly, model results for the SE segment of the fault indicate a slip-rate of ~3.5-5.5±1 mm/yr and elastic layer thickness of ~8-16 km. For the NW segment of the NTF, the asthenosphere relaxation time, earthquake recurrence time and elapsed time are estimated to be ~160-185 years, ~650-950 years and ~200-1400 years, respectively. Model results for the SE segments of the NTF indicate an asthenosphere relaxation time of ~220-340 years, an earthquake recurrence time of ~750-1050 years and an elapsed time of ~200-1500 years, respectively. The results are well consistent with the other paleoseismological and geological results.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Modeling earthquake cycle
  • Bootstrap
  • Bayesian method
  • GPS
  • North Tabriz Fault (NTF)
  • NW Iran