2023年2月6日，在土耳其东南部和叙利亚西北部发生MW7.8-7.6双震事件（以下简称“土耳其双震”）。MW7.8地震发生在东安纳托利亚（East Anatolian）断层附近，震源深度8.6千米。MW7.6地震发生在Savrun-Cardak断层，震源深度7千米。土耳其双震已经造成了近6万人死亡，12万人受伤。初步的基于远震地震波的震源反演研究表明这两个地震均为纯左旋走滑运动，且发震断层为垂直倾角。现有研究存在一些问题待解决：（1）地震造成的地表破裂和同震位移场有待更详细、深入的研究；（2）不同学者获得的断层滑动分布存在一些不吻合的特征，亟须综合性和比较性的研究。

中国地震局地球物理研究所佟啸鹏副研究员等，利用空间合成孔径雷达干涉（InSAR）的技术研究了土耳其地震的同震形变。研究使用的卫星雷达数据来自于欧洲航天局的Sentinel-1（哨兵1号）卫星的升、降轨观测结果。包括5个不同轨道的卫星雷达数据（2个升轨和3个降轨），覆盖了受土耳其双震影响的全部地面区域。研究使用的哨兵1号数据包括两种不同的类型：雷达干涉产生的相位变化和像素点互相关。像素点互相关方法很好地弥补了干涉雷达在地表破裂带附近的失相干效应。卫星观测可以清晰地刻画断层地表破裂的几何形态。哨兵1号数据采用开源软件GMTSAR处理，处理方法为标准的两轨法干涉，使用干涉图和像素点互相关作为数据约束，构建出3维的断层同震滑动模型。

InSAR测量到的研究结果表明，土耳其双震产生的同震形变场十分复杂，也十分强烈，沿卫星视线方向的位移场变化范围从-3.5米到3.5米（图1）。依据图像互相关获取断层地表破裂的几何形态建立了断层模型。结合弹性半空间里的位错理论和地球物理反演方法，给出土耳其双震的三维同震滑动模型。模型指出造成地震的同震滑动量达到8米，最强烈的破裂发生在地表10-15千米（图2）。东安纳托利亚断层的地表破裂长度为300千米，而Savrun-Cardak断层的地表破裂长度为100千米。两个断层破裂方式均为左旋走滑的运动方式。在浅地表的滑动（5千米以浅）比深部滑动（10-15千米深）小，这个特征被称为是“浅部滑动亏损”。

图 1 由像素点追踪获取的沿卫星视线方向的位移图像

图2 2023土耳其双震的3维同震滑动模型，上图使用光滑权重0.1，下图使用光滑权重0.3，黑色圆点代表断层附近城市名称和地名，蓝色圆点代表Mw7.8地震的震中位置

本研究通过处理哨兵1号卫星的InSAR数据获得土耳其双震的高分辨率的同震形变场。来自InSAR的多个视线方向的数据帮助约束了水平向和垂向的同震位移。结果显示出土耳其双震的同震变形与左旋走滑断层的形变相吻合，在断层破裂面附近，相对的沿雷达视线方向位移达到7米左右。通过InSAR数据还获得了土耳其双震造成的地表破裂。两个地震的地表破裂长度分别达到300千米和100千米，该结果与地质勘察得到的结果相吻合。通过地球物理反演，获得了土耳其双震的同震滑动模型。该模型表明最大滑移量为8米，所在深度为10-15千米。与其它大型走滑破裂相类似，土耳其双震也存在“浅部滑动亏损”。该特征可以被摩擦参数随深度的变化所解释。本研究揭示出震源破裂的基本特征，对震源物理研究和地震风险评估具有指导性意义。

研究成果发表于学术期刊《Seismological Research Letters》（Xiaopeng Tong, X., Wang, Y, Chen, S., Coseismic Deformation of the 2023 Türkiye Earthquake Doublet from Sentinel‐1 InSAR and Implications for Earthquake Hazard. Seismological Research Letters 2023;; 95 (2A): 574–583. ），受中国地震局地球物理研究所基本科研业务费（DQJB23B24和DQJB22X12）资助。

【作者简介】

佟啸鹏，男，博士，2007年本科毕业于北京大学地球与空间科学学院，2013年博士毕业于美国加州大学圣地亚哥分校，2014年在加州大学圣地亚哥分校从事博士后工作，2015-2016年在华盛顿大学从事博士后研究工作，2018-2019年在中国科学院地质与地球物理研究所任副研究员，从2020年至今在中国地震局地球物理研究所任副研究员，主要工作领域为InSAR，地壳形变，和地震周期(Seismic Cycle)。