Source Mechanism of the Mw 6.4 Nicobar earthquake of July 28, 2025: constraints from GNSS and strong motion accelerograph observations
本研究表明，尽管高频GNSS和强震加速度计数据存在台站覆盖稀疏和方位角间隙大的问题，但仍能可靠地估算2025年7月28日Mw 6.4尼科巴地震的震源机制，从而为安达曼-尼科巴地区的快速海啸灾害评估提供帮助。
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在地球表面深处，巨大的构造板块相互摩擦，储存着能量，这些能量偶尔会通过被称为地震的突然且剧烈的位移而释放。在印度洋，印度板块俯冲至巽他板块之下的边界创造了一个剧烈地质活动的区域。当这些板块发生滑动时，它们会产生强烈的震颤，摇晃地面，并在某些情况下位移大量海水从而引发海啸。对于科学家而言，准确了解地震期间断层是如何运动的——是属于一个块体推向另一个块体之上的逆冲型（thrust），还是两个块体彼此侧向滑动的走滑型（strike-slip）——是至关重要的。这些知识有助于他们评估海啸的可能性并评估对附近沿海社区的危险。虽然地震计（记录地面震动）长期以来一直是研究这些事件的主要工具，但它们存在一个局限性：在强震附近，震动可能过于剧烈，导致仪器过载并停止记录有效数据。近年来，一种不同的技术已成为地震计的有力伙伴。全球导航卫星系统（GNSS），包括我们用于导航的 GPS，现在可以高精度地实时测量地面的运动。与地震计不同，这些卫星接收器不会在剧烈震动下饱和或损坏；相反，它们追踪地面移动时的精确位置，即使在传统传感器失效时也能提供清晰的形变图像。
2025年7月28日，一次震级为6.4级的显著地震袭击了安达曼和尼科巴群岛大尼科巴岛以西的海域。该地区曾遭受2004年毁灭性海啸的创伤，目前仍是一个地震活动频繁的地区。2025年的这次事件发生在俯冲带的前缘部分，距离最近的城镇坎贝尔湾（Campbell Bay）约100公里。幸运的是，这次地震并未引发海啸，也未对附近的定居点造成破坏。然而，对于科学家来说，这次事件既是挑战也是机遇。该地区缺乏本地地震计，最近的可靠站点距离超过500公里，且在1000公里范围内仅有寥寥数个。这种稀缺性意味着，仅依靠本地数据，很难应用标准方法来确定地震的震源机制——即断层滑动的特定几何形状和方向。为了破解这一谜题，研究团队转向了分布在群岛各处的少量高频GNSS站和强震加速度计。这些仪器由印度调查局和印度国家海洋信息服务中心运营，以每秒一次的频率记录数据，捕捉了地震波经过时地面的动态运动。
研究人员结合了来自四个GNSS站点和五个加速度计站点的数据，以重建地震震源。他们面临着一个重大障碍：观测站并非均匀分布在震中周围。相反，它们主要聚集在北部和东北部，导致其他方向存在巨大的观测空白。在典型情景下，如此大的覆盖范围缺口会使得能够有把握地确定断层的走向变得几乎不可能。团队处理了原始数据以滤除噪声并分离出由地震引起的地面位移。随后，他们使用计算机建模技术来模拟不同类型的断层滑动时地面的运动方式，并将这些模拟结果与实际记录进行对比。目标是找到与现实世界数据最匹配的模型。尽管传感器分布不均，分析过程依然揭示了一个清晰的图景。地震是由逆冲运动引起的，即一个地壳块体沿着平行于岛弧的缓坡面向上推挤另一个块体。这一发现符合该地区的一般地质理解，并与全球地震目录的估算相吻合，尽管那些全球估算依赖的是距离远得多的数据。
该研究最引人注目的方面之一是GNSS数据独立工作的能力。当研究人员将卫星数据与地面震动传感器分开进行分析时，他们对于断层运动的结论是一致的。GNSS站点测量的是位置而非加速度，它成功捕捉到了滑动的方向和性质。这有力地验证了卫星技术在地震学中的应用价值，特别是在安装密集传统地震计网络非常困难或不可能实现的偏远或海洋地区。研究还探讨了地震的深度。虽然全球机构估计深度在22至29公里之间，将该事件置于两块板块交界的边界上，但本地数据表明深度较浅，在6至10公里之间。这种较浅的深度意味着地震可能发生在从主边界分支出来的次级断层上，而非主界面本身。这种差异凸显了本地数据如何提供不同的视角，尽管由于传感器全向分布不足，确切深度仍具有一定不确定性。
地震的震级也是讨论的焦点。本地分析给出的震级在6.8至6.9之间，略高于全球机构报告的6.4级。研究人员指出，这种差异很可能是由于传感器数量有限以及观察事件的角度不一造成的，在使用本地数据单独进行评估时，有时会导致对释放能量的过高估计。尽管如此，关于地震机制的核心发现依然稳固。研究证明，即使在仪器网络稀疏且存在巨大覆盖缺口的情况下，高频GNSS数据也能可靠地确定此类规模地震的发生方式。对于随时面临海啸威胁的安达曼和尼科巴地区而言，这是一项至关重要的能力。通过证明卫星数据可以填补缺失地震计留下的空白，这项研究为快速评估未来地震的性质提供了一种新的、可靠的工具。如果未来再次发生大规模事件，这些卫星网络可以提供关于断层运动的即时洞察，从而比以往更快速、更准确地帮助有关部门判断海啸风险。
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