土耳其“双震”发生在断裂带活动“空区”

2023年2月6日在土耳其中南部卡赫拉曼马拉什省发生两次大规模地震。第一次7.8级（矩震级）地震发生在当地时间凌晨4时17分（北京时间9时17分）（东经37.03°，北纬37.17°），第二次7.5级地震发生在13时24分（北京时间18时24分）（东经37.20°，北纬38.02°），位于7.8级地震北北东方向约100公里。

两次大地震震源深度较浅，断层破裂位于地表以下0-20公里之间，震中附近有很多人口密集区，7.8级地震距离加济安泰普省首府30公里，该市人口超过200万，造成震中地区大部分建筑物被毁，土耳其及其南部接壤的叙利亚等国家均有大量人员伤亡和明显震感。

活跃的扎格罗斯-喜马拉雅地震带

扎格罗斯-喜马拉雅造山带是世界上规模最大的大陆板块碰撞边界，印度板块和阿拉伯板块先后自南向北俯冲到欧亚板块之下，自东向西形成青藏高原、伊朗高原和安纳托利亚高原（Hatzfeld and Molnar, 2010）。扎格罗斯-喜马拉雅地震带又称“欧亚地震带”，横贯整个亚洲和欧洲。2023年土耳其地震发生在安纳托利亚高原和伊朗高原的过渡地带，位于东安纳托利亚左旋走滑断裂带上。

板块构造学说将全球分成六大板块，其中欧亚板块几乎全部在大陆，包括亚洲和欧洲大部分地区。从整个欧亚板块边界的地震活动性来看，南部的大陆板块碰撞边界比东部的太平洋板块-欧亚板块碰撞边界地震活动程度要低得多。但是从地震危害性的角度来看，地震活动所造成的直接财产损失和人员伤亡，扎格罗斯-喜马拉雅地震带位居世界之首。1950年8月15日在西藏自治区东部墨脱-察隅县交界发生8.6级地震，是世界上有史以来记录到的最大内陆型地震；2005年10月8日在喜马拉雅山脉西部克什米尔地区发生7.6级地震， 造成8.7万人遇难；1999年8月17日在土耳其西部伊兹米特市发生7.4级地震，造成1.6万人丧生（图1）。

发生在断裂带历史地震活动“空区”的地震

本次土耳其地震的发生位置并非意料之外，这里近300公里超长地震“空区”在最近数百年间尚未发生过大地震。在“空区”西南向，1872年4月2日和4月3日先后发生7.3级和7.2级地震；在“空区”东北向，1893年3月2日和31日先后发生7.1级和7.0级地震。本次7.8级地震破裂长度在250-300公里之间，基本上填补了东安纳托利亚断裂带最近数百年间尚无活动记录的地震“空区”（图2）。

板块边界发生大地震是普遍的自然现象。如果早有预料这里将发生大地震，为啥没有应对措施呢？实际上喜马拉雅山脉中部也有类似的超长地震“空区”。在该空区东段，2015年4月25日和5月12日相继发生了7.8级和7.3级地震。然而2015年尼泊尔地震并未填补该地震“空区”，地震发生的起始位置位于“空区”东段，地震发生时沿着喜马拉雅山脉向东侧发生单向破裂（Bai et al., 2019）。由此可见，未来大地震将在何处发生、可能有多大震级，很大程度上取决于板块边界断裂的几何形态和地下结构的时空变化特征。

结束语

关于2023年土耳其地震还有很多未解之谜，比如边界断裂的几何形态如何影响大地震的发生过程。从震后一天的余震活动情况来看，东安纳托利亚断裂的方向在7.8级地震的东西两侧可能发生突然偏转，震源区东侧以北可能存在近东西方向的不同分支，这些都是以前没有看到的现象。得益于全球地震台网观测精度和波形数据处理技术的不断提高，准确的地震资料分析将使我们看到更加清晰的震源区深部结构图像。

图1 灰色曲线表示扎格罗斯-喜马拉雅造山带活动断裂构造背景（Deng et al., 2003; Nissen et al., 2011）。圆圈表示1800年以来7级以上大地震的分布（Utsu,2002）。箭头表示阿拉伯板块和印度板块相对于欧亚板块的北北东向运动方向。

图2 研究区域构造背景、断层分布、1800-2022年间的地震分布（蓝色、来自美国地质调查局地震目录和Utsu,2002）和2023年土耳其地震序列的分布（红色，来自欧洲-地中海地震中心地震目录）。方框分别表示1872、1893年和2023年双震序列的震源参数。黑色虚线椭圆表示东安纳托利亚断裂带历史地震活动“空区”。图片修改自Seis-PC软件（Ishikawa, 1986）。

References:

Bai, L., Klemperer, S.L., Mori, J., Karplus, M.S., Ding, L., Liu, H., Li, G., Song, B., Dhakal, S., 2019. Lateral variation of the Main Himalayan Thrust controls the rupture length of the 2015 Gorkha earthquake in Nepal. Science Advances 5, eaav0723.

Deng, Q., Zhang, P., Ran, Y., Yang, X., Min, W., Chu, Q., 2003. Basic characteristics of active tectonics of China. Science China (Series D) 46(4), 356-372.

Hatzfeld, D., Molnar, P., 2010. Comparisons of the kinematics and deep structures of the Zagros and Himalaya and of the Iranian and Tibetan plateaus and geodynamic implications. Reviews of Geophysics 48, RG2005.

Ishikawa, Y., 1986, Introduction to the revision of SEIS-PC. Geological Information 11, 65-74.

Nissen, E., Tatar, M. Jackson, J.A., Allen, M.B., 2011. New views on earthquake faulting in the Zagros fold-and-thrust belt of Iran. Geophysical Journal International 186(3), 928-944.

Utsu, T., 2002, A list of deadly earthquakes in the World: 1500-2000, in International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology Part A, edited by Lee, W.K., Kanamori, H., Jennings, P.C., Kisslinger, C., 691-717, Academic Press, San Diego.