前震数量可能被低估:把去丛集方向反过来,南加州小震前震多出三到四成
核心概要
把地震目录的去丛集度量反过来用——用后发生的主震震级而不是先发生事件的震级来定相关范围——在合成目录和南加州目录中都能找回更多小震前震,说明前震数量不只由地震物理决定,也取决于去丛集方法隐含的时间对称性。
深度剖析
前震数量的推断结果会随去丛集度量隐含的时间方向而改变,标准做法系统性地漏掉小震前震。 此前的最近邻去丛集只向前看,用较早事件的震级决定相关范围,因此天然偏向余震识别。 在已知真实震源关系的合成目录上,反向最近邻的残差分布更贴近零,而标准最近邻在小前震、小主震的震级格上偏向负值,即低估。
反向最近邻把相关范围交给后发生的事件来定,等于把标准最近邻用在时间倒转的目录上。 标准最近邻问的是过去哪个地震足够大、足够近,能解释当前事件;反向最近邻问的是未来哪个地震足够大、足够近,能把先前事件组织成它的前震。 两种度量只在古登堡-里克特震级因子上取哪个事件的震级不同,因此当候选前震与主震震级差较大时两者差异明显,震级接近时趋于一致。
在真实目录上,反向最近邻识别出的前震数量系统性多于标准最近邻。 合成实验给出的是已知真值的偏差方向,真实目录没有真值,只能比较两种度量给出的前震数量差。 南加州目录中,小到中等前震配合中等主震的格子上,反向最近邻比标准最近邻多出近30%到40%的前震,且各主震震级档上至少有一个前震的主震比例都更高。
启示与展望
这项工作面向统计地震学与地震目录分析的研究者:合成目录覆盖纯自下而上触发与混合预备触发两种极限情形,真实数据部分使用南加州目录中高于完备震级阈值的事件。作者提出后续可把比较扩展到其他构造区域、探索两种度量的自适应组合,并检验正反向去丛集的差异能否作为预备性组织的经验诊断量。
作者明确说明,真实目录中地震的真实震源关系未知,因此两种度量的比较本身无法判定前震的物理成因;反向最近邻的优势集中在低震级区间,在中等和大震级格上两种方法结果相近,个别高震级格上标准最近邻略占优势。作者也强调,ETAS 与 ETAFS 只是受控的极限情形,自然地震的孕育可能同时涉及多种相互作用机制。
