我國科學家利用海洋T波約束大陸地殼衰減結構

圖1 海洋T波近岸轉換的T-P/S路徑示意圖

中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室（OMG）在利用海洋T波約束沿海穩定陸塊地殼衰減結構研究上取得新進展，相關成果近日在線發表在Geophysical Research Letters（《地球物理研究快報》）雜誌。周勇助理研究員爲論文第一作者，徐敏研究員爲通訊作者，論文合作者包括南方科技大學陳曉非教授和中國科學院精密測量科學與技術創新研究院倪四道研究員等。

圖2 單臺記錄的T波性質。（a）寬頻帶波形；（b）時頻譜；（c）2-8 Hz帶通濾波波形；（d）包絡波形。

高頻（>1 Hz）地殼衰減結構對於地震危險性評估有着重要指導意義。對於地震活躍區域，利用豐富的地震-臺站對觀測數據，已有多種成熟的地震學方法（例如Lg波方法、近震P波/S波方法、面波法等）可約束地殼衰減結構，進而爲區域地震風險評估提供參考。然而，對於鮮有地震發生的穩定塊體，區域地震射線路徑覆蓋稀疏，傳統方法難以通過足夠數據有效獲得其衰減特徵。近些年，在穩定塊體的沿海區域發生了多次破壞性地震，造成了大量人員傷亡及財產損失，穩定塊體的地震災害同樣不容忽視。近年來，研究顯示海底地震激發的T波在近岸的轉換波傳播途徑可以有效覆蓋沿海陸殼區域。T波通過海洋水體SOFAR聲學通道傳播，在近岸可轉換爲地震波被地震臺站接收，爲約束沿海區域穩定地塊的衰減結構提供了可能。

圖3 利用T波反演獲得的隨頻率變化的非洲南部高頻地殼衰減結構特徵

本研究以非洲南部爲例，探索併成功實現了利用海洋T波約束大陸地殼衰減結構的可行性。科研人員首先分析了非洲南部地震臺陣記錄的海洋T波特徵，並使用波形、走時、偏振、以及臺陣分析方法識別出了近臺站端的轉換波T-P和T-S震相。在此基礎上，使用尾波歸一化方法反演了非洲大陸南部隨頻率變化的高頻地殼衰減結構特徵，與該區域通過其他方法反演的衰減結果有較好的一致性。 本研究證實了通過海洋T波在岸邊的轉換波可以很好獲得地殼衰減結構，並創新性地使用了海洋T波在岸邊的轉換波獲得非洲南部的地殼衰減結構，該方法可擴展至其他沿海穩定陸塊的衰減結構研究。 本研究由王寬誠教育基金、中科院邊緣海與大洋地質重點實驗室開放基金、國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、科技部基礎資源調查專項、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）人才團隊引進重大專項等共同資助完成。

相關論文信息：https://doi.org/10.1029/2021gl094410

文、圖/李淑

編輯/孫琳