تعیین ساختار سه بعدی پوسته در منطقۀ بم به روش توموگرافی زمین لرزه های محلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد ژئوفیزیک، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

2 دانشیار، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

3 استادیار، پژوهشگاه استاندارد، اداره کل استاندارد و تحقیقات صنعتی خراسان رضوی، مشهد، ایران

چکیده

در تاریخ 5 دی ماه 1382 (26دسامبر 2003) زمین لرزه ای با بزرگی 6/6 MW =  بخش گسترده‌ای از جنوب استان کرمان را به لرزه در آورد. با توجه به تلفات زیاد این رویداد، توجه زیادی روی این زمین‌لرزه معطوف شد. به‌رغم مطالعات گسترده، ابهامات زیادی در مورد هندسه و محل گسل مسبب زمین لرزۀ بم باقی مانده است. در تحقیق حاضر، برای به نقشه در آوردن تصویر سه بعدی ساختار سرعتی منطقه،  تعیین هندسه گسل بم در ژرفا،  و در صورت امکان نقش آن در ایجاد زمین لرزۀ دی ماه 1382، داده‌های زمان سیر پس‌لرزه‌های زمین‌لرزۀ بم که توسط یک شبکه لرزه‌نگاری محلی و متراکم ثبت شده‌اند، به‌طور همزمان برای تعیین ساختار سرعتی و کانون زمین‌لرزه‌ها وارون‌سازی شدند. در این مطالعه 6201 زمان رسید موج P حاصل از 544 پس‌لرزه ثبت شده در 23 ایستگاه موقت نصب شده پس از زمین‌لرزۀ بم، مورد استفاده قرار گرفتند. این داده‌ها توسط برنامه  SIMULPS14  مورد برگردان سه‌بعدی قرار گرفتند. تغییرات سه‌بعدی سرعت موج P به‌دست آمده برای ژرفای کمتر از 20 کیلومتر در مطالعه حاضر نشان می‌دهد که در زیر ژرفای10 کیلومتر سرعت کمی در منطقه حاکم است و در ژرفاهای بالای 14 کیلومتر،  یک بی‌هنجاری با سرعت بالا در قسمت باختری منطقه دیده می‌شود. تفاوت در سرعت مشاهده‌ای که در دو طرف گسل بم قرار می‌گیرند، می‌تواند به عملکرد گسل وارون بم- بروات نسبت داده  شود. به نظر می‌رسد که گسل بم- بروات ساختار فعال اصلی منطقه، در طی زمین لرزۀ مخرب  5 دی ماه 1382 بوده باشد. 

کلیدواژه‌ها


Aki, K., Christoffersson, A., Husebye, E.S., 1974-Three-dimensional seismic-velocity anomalies in the crust and upper-mantle under the U.G.S.S. California seismic array (abstract): Eos, Trans. Am. Geophys. Union, 56, 1145.
Aki, K., Lee, W.H.K., 1976 - Determination of three-dimensional velocity anomalies under a seismic array using first P-arrival time from local earthquakes, 1.A homogeneous initial model: J. Geophys. Res., 81, 4381-99.
Ambraseys, N. N. and Melville, C.P., 1982- A history of Persian earthquakes: Cambridge University Press.
Berberian, M., 1976- Contribution to the seismotectonics of Iran (partІІ): p.518, geological survey of Iran, Tehran.
Berberian, M. & Yeats, R.S., 1999- Pattern of historical earthquake rupture in the Iranian Plateau: Bull. Seism. Soc. Am., 89, 120-139.
Bouchon, M., Hatzfeld, D., Jackson, J.A., Haghshenas, E., 2006- Some insight on why Bam (Iran) was destroyed by an earthquake of relatively moderate size: Geophys. Res. Lett., 33, L09309
Clayton, R.W., Comer, R.P., 1983- A tomographic analysis of mantle heterogeneities from body wave travel time (abstract): Eos, Trans. Am. Geophys .Union. 64,776.
Dziewonski, A.M., Anderson, D.L., 1984- Seismic tomography of the Earth’s interior: Am.  Sci., 721, 483-94.
Eberhart-Phillips, D., 1986- 3-D velocity structure in Northern California Coast Ranges from inversion of local earthquake arrival times: Bull .Seismol. Soc. Am., 76, 1025-52.
 
Eberhart-Phillips,D., 1990-Three dimensional P and S velocity structure in Coalinga region, California: J. Geophys. Res. 95:15, 343-15, 363.
Engdahl, E.R., Jackson, J. A., Myers, S. C., Bergman, E. A. and Priestly, K., 2006- Relocation and assessment of seismicity in the Iran region: Geophys. J. Int. 167, 2, 761-778.
Fialko, Y., Sandwell, D., Simon, M. and Rosen, P., 2005- Three-dimensional deformation caused by the Bam, Iran, earthquake and the origin of shallow slip deficit: Nature, 435 (7040), 295-299.
Fu, B., Lei, X., Hessami K., Ninomiya, Y., Azuma t., Kondo H., 2007- A new fault rupture scenario for the 2003 Mw 6.6 Bam earthquake, SE Iran: Insights from the high- resolution QuickBird imagery and field observations: Journal of Geodynamics, 44, 160-172.
Funning, G. J., Parson, B., J. Wright, T., Jackson, J.A. and J. Fielding, E., 2005- Surface displacements and source parameters of the 2003 Bam (Iran) earthquake from Enviast advanced synthetic aperture radar imagery: J. Geophys. Res. 110 (B9), B09406.
Haslinger, F., Kissling, E., Ansorge, J., Hatzfeld, D., Papadimitriou, E., Karakostas, V., Makropoulos, K., Kahle, HG., Peter, Y., 1999-  3-D structure from local earthquake tomography around the Gulf of Arta (Ionian region, NW Greece): Tectonophysics, 304.
Hessami, K., Alysian, S. and Jamali, F., 1997- An Investigation of some historical and prehistorical earthquake in the C press, comm., aucasus, In: D. Giardini and S. Balasanian (eds), NATO AS: series, 2. Environment, vol. 28, Kluwer Academic publisher, The Netherlands, 189-199.
Hessami, K., Tabassi, H., Abbassi, M.R., Azuma, T., Okumura, K., Echigo, T., Kondo., H., 2003- Surface expression of the Bam Fault Zone in southeastern Iran: Causative Fault of the 26 December 2003 Bam Earthquake: J. Seismology and Earthquake Engineering, 4, 5-14.
Jackson, J., Bouchon, M., Fielding, E., Funning, G., Ghorashi, M., Hatzfeld, D., Nazari, H., Parsons, B., Priestley, K., Talebian, M., Tatar, M., Walker, R. and Wright, T., 2006- Seismotectonic rupture process and earthquake-hazard aspects of the 2003 December 26 Bam, Iran, earthquake: Geophys. J. Int. 166(3), 1270-1292.
Lee, W.H.K., Pereyra, V., 1993- Mathematical introduction to seismic tomography; in Seismic tomography: Theory and Practice, edited by H.M. Iyer and K. Hirahara, 9-22, Chapman & Hall, London.
Menke, W., 1989- Geophysical data analysis: Discrete inverse theory; Academic Press, New York.
Motagh, M., Klotz, J., Tavakoli, F., Djamour, Y., Arabi, S., U.Wetzel, H. and Zschau, J., 2006- Combination of precise leveling and InSAR data to constrain source parameters of the Mw=6.5, 26 December 2003 Bam earthquake: Pure and Applied Geophysics, 163(1), 1-18.
Nakamura, T., Suzuki, S., Sadeghi, H., Aghda, S.M.F., Matsushima, T., Ito, Y., Hosseini, S.K., Gandomi, A.J. and Maleki M., 2005- Source fault structure of the 2003 Bam earthquake, southeastern Iran, inferred from the aftershock distribution and its relation to the heavily damaged area: Existance of the Arge-Bam fault proposed: Geophys. Res. Lett., 32(9), L09308.
Parker, R.L., 1994- Geophysical inverse theory; Princeton University Press, Princeton.
Sadeghi, H., Fatemi Aghda, S.M., Suzuki, S. and Nakamura, T., 2006- 3D velocity structure of 2003 Bam earthquake area (SE Iran): existence of a shallow brittle layer and its relation to the heavy damage: Tectonophysics, 417, 3-4, 269-283.
Talebian, M., Fielding, E. J. , Funning, G. J. , Jackson, J. A. , Nazari, H. , Parsons, B. E., Priestley, K., Qorashi, M., Rosen, P.A., Walker, R., and Wright, T. J., 2004- The 2003 Bam (Iran) earthquake: rupture of a blind strike-slip fault, Geophys. Res. Lett., 31, L11611, doi:10.1029/2004GL020058.
Tarantola, A., 2005- Inverse problem theory and methods for model parameter estimation; Society for Industrial and Applied Mathematics, Philadelphia.
Tatar, M., Hatzfeld, D., S. Moradi. A. and Paul, A., 2005- The 2003 December 26 Bam earthquake (Iran), Mw=6.6, aftershock sequence: Geophys. J. Int. 163, 1, 90 -105.
Thurber, C.H., 1983- Earthquake locations and three-dimensional crustal structure in the Coyote Lake area, central California; Ph.D. Thesis, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA.
Thurber, C.H., 2003- Seismic Tomography of the Lithosphere with Body Waves. Pure appl. geophys. 160, 717–737
Um, J., Thurber, C.H., 1987- A fast algorithm for two-point seismic ray tracing: Bull. Seismol. Soc. Am., 77, 792-86.
Vernant, P., Nilfroushan. F. M Hatzfeld, D., Abbasi, M., Vigney, C., Masson, F., Nankali, H. and Martinod, J., 2004- Contemporary Crustal Deformation and Plate Kinematics in Middle East constrained by GPS Measurements in Iran and North  Oman: Geophys. J. Int., 157,381-398.
Walker, R. & Jackson, J., 2002- Offset and evolution of the Gowk fault, S.E. Iran a major intra-continental strike slip system: J. Structural Geology, 24, 1677-1698.
Wang, R., Xia, Y., Grosser, H., U. Wetzel, H., Kaufmann, H. and Zschau, J., 2004- The 2003 Bam (SE Iran) earthquake: Presice source from satellite radar interferometry: Geophys. J. Int. 159 (3), 917-922.
Yagi, Y., 2003- Preliminary Results of Rupture Process for 2003 December 26 Southeastern Iran Earthquake: