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
央视删除姆巴佩相关报道,律师:解约无需赔偿,品牌方可追责

央视删除姆巴佩相关报道,律师:解约无需赔偿,品牌方可追责

南方都市报
2026-10-27 17:24:09
省委书记会场示意我离场,中央调令送达后,全场震惊我赴京城履新

省委书记会场示意我离场,中央调令送达后,全场震惊我赴京城履新

千秋文化
2026-09-26 20:24:16
就在今天,乔丹尘封24年的历史第一纪录,被杜兰特超越了

就在今天,乔丹尘封24年的历史第一纪录,被杜兰特超越了

大西体育
2026-10-27 13:02:36
突然,直线下挫!伊朗,突传大消息!特朗普最新表态

突然,直线下挫!伊朗,突传大消息!特朗普最新表态

证券时报
2026-10-26 17:58:03
巴西股市六年多来首次触发熔断机制

巴西股市六年多来首次触发熔断机制

每日经济新闻
2026-10-27 09:17:25
姆巴佩涉华不当言论引爆舆论 商业代言紧急“切割”

姆巴佩涉华不当言论引爆舆论 商业代言紧急“切割”

伟少说球
2026-10-27 09:46:47
妙可蓝多:终止与姆巴佩全部合作

妙可蓝多:终止与姆巴佩全部合作

界面新闻
2026-10-27 12:03:11
大疆针对北京地区消费级无人机推出专属托管服务:最长可免费存储一年,后续每台每年199元

大疆针对北京地区消费级无人机推出专属托管服务:最长可免费存储一年,后续每台每年199元

IT之家
2026-10-26 17:28:41
英国小两口在拼多多买了个花园拱门,收到包裹懵逼了!网友:这就是为什么有些人不该获得选举权的原因...

英国小两口在拼多多买了个花园拱门,收到包裹懵逼了!网友:这就是为什么有些人不该获得选举权的原因...

悦居英国
2026-10-16 18:52:20
群里又恢复了往日的鬼哭狼嚎

群里又恢复了往日的鬼哭狼嚎

寻瑕记
2026-10-27 15:09:51
挺好的训练装,硬是穿出不协调的感觉!

挺好的训练装,硬是穿出不协调的感觉!

穿的像个人样
2026-10-15 07:52:49
华子47+4+4+2+2无缘今日最佳!对不起,你碰到创纪录的申京了

华子47+4+4+2+2无缘今日最佳!对不起,你碰到创纪录的申京了

微评体育圈
2026-10-27 12:34:36
原来开车害怕时还能这样?网友:跟着一辆车只管开

原来开车害怕时还能这样?网友:跟着一辆车只管开

康富贵碎碎念
2026-10-27 12:02:08
如果这次股市再涨到4200点,散户绝对跑90%,因为再不会站岗了!

如果这次股市再涨到4200点,散户绝对跑90%,因为再不会站岗了!

再来一杯冰美式
2026-10-25 23:36:43
39岁!易建联隔扣!已经退役整整三年时间

39岁!易建联隔扣!已经退役整整三年时间

篮球实战宝典
2026-10-27 17:33:26
中央巡视组已全部进驻,举报联系方式公布,这些问题抓紧反映!

中央巡视组已全部进驻,举报联系方式公布,这些问题抓紧反映!

细说职场
2026-10-27 13:16:26
搜狐市值只剩3.5亿美元,可公司账上却有12亿现金,张朝阳宁可错过短视频等风口,也不多花每一分钱

搜狐市值只剩3.5亿美元,可公司账上却有12亿现金,张朝阳宁可错过短视频等风口,也不多花每一分钱

新浪财经
2026-10-13 21:44:48
一万人也劝不住,河南男子入职2月被外派飞东南亚,落地傻眼了

一万人也劝不住,河南男子入职2月被外派飞东南亚,落地傻眼了

天天热点见闻
2026-10-25 06:53:38
A股尾盘为何快速走低?

A股尾盘为何快速走低?

每经牛眼
2026-10-27 16:32:40
随着勇士134-114,雷霆125-114,火箭120-110,NBA最新积分榜出炉

随着勇士134-114,雷霆125-114,火箭120-110,NBA最新积分榜出炉

侧身凌空斩
2026-10-27 12:35:16
2026-10-27 17:59:00
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

大搞利益交换 副部级"内鬼"王会民受贿4.36亿被判死缓

头条要闻

大搞利益交换 副部级"内鬼"王会民受贿4.36亿被判死缓

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

油耗更低、尺寸更大 第三代秦PLUS DM-i上市7.69万起

态度原创

亲子
手机
时尚
房产
军事航空

亲子要闻

4岁女儿太认吃了,爸爸给买的铜锣烧,一口都舍不得给爸爸吃

手机要闻

三星也扛不住内存涨价!Galaxy A成牺牲品:少卖1000万台

美商高的人都在研究这个?其实有捷径可走

房产要闻

从全国第一跌到第七!海南人,放下生娃焦虑!

军事要闻

伊总统佩泽希齐扬抵达莫斯科 俄仪仗队列队迎接

无障碍浏览 进入关怀版