网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

梁煜彤|王巍等:频率如何改写地震衰减的主控机制?

0
分享至

论文信息:梁煜彤,王巍*,李娟,陈凌,张基,肖卓伟. Scattering-to-intrinsic transition governing coda attenuation in the US continental crust[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2026, 131: e2026JB034331. https://doi.org/10.1029/2026JB034331

地震波衰减是认识地球内部介质性质和非均一性的重要地球物理参数,能够反映地震波传播过程中的能量耗散及散射特征。然而,地震尾波衰减同时受到散射和本征吸收的共同影响,两种机制的相对贡献及其控制因素仍不明确。美国大陆具有复杂的地质构造背景,西部地区经历了强烈的构造变形与岩浆活动,而中东部地区以相对稳定的克拉通和古老造山带为主,形成了显著的地壳结构差异。因此,开展美国大陆多频率尾波衰减研究,对于厘清地震波衰减的物理机制及认识大陆岩石圈构造演化具有重要科学意义。

近日,中国科学院地质与地球物理研究所行星科学与前沿技术重点实验室硕士研究生梁煜彤、在王巍副研究员指导下,联合李娟研究员、陈凌研究员,东京大学张基,中国地震局地质研究所肖卓伟等科研人员,以美国大陆为研究对象,利用USArray地震台阵1489个台站在2005—2015年间记录的约4万条地震波形数据(见图1),采用多台站多地震事件联合反演方法(MSMEM),通过联合约束震源、台站及衰减相关参数,获得了1.5、3、6和12 Hz四个中心频率下美国大陆S波尾波衰减(Qc-1)的空间分布。研究选取S波到时两倍处开始的40 s尾波时间窗,通过严格的信噪比和尾波能量衰减拟合质量筛选,确保观测数据的可靠性,并通过不同尾波时间窗、震中距范围及最大尾波时长的敏感性测试,验证了主要衰减空间特征的稳定性。在此基础上,研究结合已有的本征吸收与散射衰减模型,以及多源地球物理资料,系统探讨了尾波衰减的频率依赖特征及其物理控制机制。


图1 美国大陆构造背景与数据分布。(a)主要构造单元及典型地质构造分布;(b)USArray地震台站(三角形)与地震事件(蓝色圆点)的空间分布,颜色表示各台站观测数量的对数插值结果

研究结果表明(图2),美国大陆尾波衰减具有显著的频率依赖性,不同频段呈现出明显不同的空间分布特征。在高频(6和12 Hz)范围内,尾波衰减整体表现出西强东弱的大陆尺度分异特征:构造活动强烈、热流较高的美国西部盆岭省和落基山脉等地区表现为强衰减,而构造相对稳定的美国中东部克拉通地区则表现为弱衰减。高频衰减分布与区域地表热流具有较强的空间对应关系,表明地壳温度控制的能量耗散可能是高频衰减的主要机制。


图2 尾波衰减与热流和地壳结构的空间比较

相比之下,低频(1.5和3 Hz)尾波衰减表现出更复杂的横向变化(图2),其空间分布难以仅由热流温度解释。例如,北部落基山脉和科罗拉多高原部分地区虽然具有较高的地表热流,却表现出相对较弱的低频衰减;而热流相对较低的沃巴什河谷地震带和阿巴拉契亚高原部分地区则呈现明显的强衰减异常。进一步研究发现,低频衰减与地壳纵横波速比及区域断裂构造具有较好的空间对应关系,表明断层、裂隙及地壳内部速度非均一性引起的散射作用可能主导了低频尾波衰减空间变化。

研究进一步考虑尾波衰减的频率依赖特征,获得了1Hz品质因子(Q0)(图3a)和频率依赖指数()的空间分布(图3b),并选取典型区域开展深入分析。结果表明(见图4),科罗拉多高原西部的 值较低(约为0.7),表明本征吸收具有重要贡献;而沃巴什河谷地震带的值较高(约为1.3),可能反映了较强的散射作用。值得注意的是,该区域的衰减–频率关系在高频段出现明显转折,偏离了单一幂律变化趋势,暗示衰减机制可能随频率发生转变,高频段散射衰减的相对贡献减弱,不再占据主导地位。之后通过与Lg波、背景噪声面波及远震体波衰减结果的对比,发现不同地震波衰减观测具有不同的频率和深度敏感性,能够从不同尺度提供互补的地壳物性信息。


图3 (a) 1Hz尾波衰减(Q0)的空间分布; (b) 频率相关指数的空间分布,图中突出显示了瓦巴什河谷地震带(WVSZ,蓝色方框)和科罗拉多西部高原(WCP,绿色方框),位于 -95° 经度的垂直参考线将西部和东部区域分隔开来


图4 区域 Qc-1 与频率的关系。瓦巴什河谷地震带(WVSZ)和科罗拉多高原西部区域(WCP)的平均 Qc-1 与频率的关系分别用蓝色和绿色曲线表示。东西向趋势用虚线拟合线表示:东部区域用黑色虚线表示,西部区域用红色虚线表示

该研究深化了对地震尾波衰减物理机制及其控制因素的认识,为利用多频率衰减特征识别地壳结构非均一性与热状态差异提供了新的观测依据。同时,研究强调了联合多频率、多波相衰减观测的重要性,为提高地壳衰减结构解释的可靠性及理解大陆岩石圈热—构造演化提供了新的研究思路。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
诞生了!联盟垫底伪强队!最快速度交易83分先生

诞生了!联盟垫底伪强队!最快速度交易83分先生

篮球实战宝典
2026-10-27 16:41:02
折75001次屏幕就坏了!iPhone Duo耐用性遭网友调侃:非要手欠多折一次

折75001次屏幕就坏了!iPhone Duo耐用性遭网友调侃:非要手欠多折一次

快科技
2026-10-27 16:44:10
“听到咔嚓一声”,快乐没有5分钟!多位网友晒图:iPhone Duo 刚到手折叠屏就裂开,维修费最高近8000元!

“听到咔嚓一声”,快乐没有5分钟!多位网友晒图:iPhone Duo 刚到手折叠屏就裂开,维修费最高近8000元!

深度知局
2026-10-26 21:51:33
中国驻菲律宾使馆国防武官将作为中方代表,出席东盟防长扩大会

中国驻菲律宾使馆国防武官将作为中方代表,出席东盟防长扩大会

新京报
2026-10-27 14:35:09
A股收评:超4900股下跌!创业板指跌3.41%,军工装备、软件开发板块领跌

A股收评:超4900股下跌!创业板指跌3.41%,军工装备、软件开发板块领跌

和讯网
2026-10-27 15:39:40
律师解读“徽剑”遇害案:主犯为何没判死刑立即执行?为何不限制减刑?

律师解读“徽剑”遇害案:主犯为何没判死刑立即执行?为何不限制减刑?

上游新闻
2026-10-27 17:35:21
男子花5000元和女子开房,两次后觉得太亏又让陪一整晚,女子第二次发生完关系丢下手机跑了,男子被判十个月

男子花5000元和女子开房,两次后觉得太亏又让陪一整晚,女子第二次发生完关系丢下手机跑了,男子被判十个月

丫头舫
2026-10-24 21:26:04
很扎心!妻子感冒想让丈夫回来照顾孩子,丈夫要应酬转账10000,妻子:该不该离婚?网友吵翻了!

很扎心!妻子感冒想让丈夫回来照顾孩子,丈夫要应酬转账10000,妻子:该不该离婚?网友吵翻了!

丫头舫
2026-10-26 18:43:28
杀伤力惊人 行车途中车顶激光雷达被风筝线割开!车主:定损1.5万元

杀伤力惊人 行车途中车顶激光雷达被风筝线割开!车主:定损1.5万元

快科技
2026-10-26 18:28:10
1999年赖昌星携3000万巨款进京,试图收买海关总署副署长牟新生,连面都没能见到,回头便对杨前线放话:实在不行就想办法"把他灭了"

1999年赖昌星携3000万巨款进京,试图收买海关总署副署长牟新生,连面都没能见到,回头便对杨前线放话:实在不行就想办法"把他灭了"

磊子讲史
2026-10-27 17:19:06
全网第一例!iPhone Duo外屏惊现绿线:没摔没磕碰

全网第一例!iPhone Duo外屏惊现绿线:没摔没磕碰

快科技
2026-10-27 14:46:22
“爷爷黄毛,奶奶满背!”一家五口火了,网友:孩子小学毕业就算高学历!

“爷爷黄毛,奶奶满背!”一家五口火了,网友:孩子小学毕业就算高学历!

林林先生
2026-09-12 12:25:03
iPhone Duo内屏开裂引热议!富士康员工:因产能吃紧苹果曾降低过一定良率质检标准

iPhone Duo内屏开裂引热议!富士康员工:因产能吃紧苹果曾降低过一定良率质检标准

快科技
2026-10-27 07:52:04
在巴西总统大选中输给卢拉后,弗拉维奥·博索纳罗被巴西最高法院裁定禁止离境

在巴西总统大选中输给卢拉后,弗拉维奥·博索纳罗被巴西最高法院裁定禁止离境

都市快报橙柿互动
2026-10-27 10:57:59
CCTV直播蒙彼利埃冠军赛27日赛程:松岛辉空恐一轮游!孙颖莎复出首秀,陈熠有硬仗

CCTV直播蒙彼利埃冠军赛27日赛程:松岛辉空恐一轮游!孙颖莎复出首秀,陈熠有硬仗

好乒乓
2026-10-27 11:17:40
WTT冠军赛:申裕斌首局大获全胜!世界亚军仅得2分,0-1落后!

WTT冠军赛:申裕斌首局大获全胜!世界亚军仅得2分,0-1落后!

刘姚尧的文字城堡
2026-10-27 19:13:47
这一回中国真要杀鸡给猴看,挑中的是荷兰。不是美国,不是日本,不是菲律宾,是荷兰

这一回中国真要杀鸡给猴看,挑中的是荷兰。不是美国,不是日本,不是菲律宾,是荷兰

扶苏聊历史
2026-10-26 14:36:51
一妈妈穿太辣和青春期儿子合影遭网友怒批:儿大避母都不懂吗?

一妈妈穿太辣和青春期儿子合影遭网友怒批:儿大避母都不懂吗?

观世记
2026-10-16 16:45:45
初为人母的袁咏仪,褪去浓妆依旧惊艳

初为人母的袁咏仪,褪去浓妆依旧惊艳

娱你同欢
2026-10-26 21:05:31
借运比借寿更可怕!身边人出现3种好转,或是正偷走你的运气

借运比借寿更可怕!身边人出现3种好转,或是正偷走你的运气

古怪奇谈录
2025-10-18 12:01:19
2026-10-27 21:35:00
中科院地质地球所 incentive-icons
中科院地质地球所
地球科学科普平台
1072文章数 151199关注度
往期回顾 全部

科技要闻

Anthropic最硬气招股书,先把丑话说在前头

头条要闻

25岁女生患肠癌休学一年后重返校园 复查显示无瘤生存

头条要闻

25岁女生患肠癌休学一年后重返校园 复查显示无瘤生存

体育要闻

世界上最无趣的前锋,拿下了金球奖

娱乐要闻

芒果遇到厉娜和许飞笑发财了!

财经要闻

韩国芯片出口额可能下降高达1000亿美元

汽车要闻

纯电续航1003km 大五座SUV腾势N8正式开启预订

态度原创

数码
教育
手机
本地
公开课

数码要闻

1699元 REDMI发布全新27英寸显示器:4K/120Hz 支持240Hz

教育要闻

当我说不同语言时面相没变吧#彩虹糖裴曼伊#语言学习#外语

手机要闻

iOS 27.2正式版新变化汇总:新增限制摇一摇广告,修复大量安全漏洞

本地新闻

十月奔赴迪庆,解锁梅里日照金山

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版