近日，我院许文斌教授团队在强震级联破裂机制研究领域取得重要进展，在国际顶尖期刊《科学进展》（Science Advances）刊发关于强震级联破裂机制及其影响因素论文“异质性强凹凸体与几何复杂性共同控制不规则级联破裂过程（Heterogeneous strong asperities and tectonic complexity control irregular cascading ruptures）”，该研究为理解复杂地震群如何演化为大型主震提供了重要观测证据和破裂模型，也为未来震源区地震风险评估、预警机制构建和减灾策略制定提供了科学参考。中南大学为论文第一完成单位，团队黄传超博士研究生为论文第一作者，许文斌教授为论文唯一通讯作者，合作作者来自中南大学、加州大学伯克利分校、东京大学、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院和成都理工大学。

2024能登地震滑动模型与反投影成像结果

地震是最具破坏性的自然灾害之一，给全球造成巨大生命财产损失。在构造复杂、断层密集区域，地震并非单断层简单滑动，而是多断层连续破裂或相互作用触发的 “级联破裂” 过程，对防灾减灾构成极大挑战。因此，揭示大地震破裂时空演化，解析断层几何、强度非均质性、流体弱化等因素对震源破裂过程的作用机制，是当前地震学和大地测量学的重大科学问题之一。2024 年 1 月 1 日，日本能登半岛发生 Mw7.5 级地震，为该地区有仪器记录以来最强地震且涉及多条断层，呈现复杂破裂特征。研究首先利用 21 个近场宽频带地震台站进行高精度重定位，基于精定位地震目录构建精细断层几何模型；在此基础上，联合远场地震波、合成孔径雷达（SAR）像素偏移、全球导航卫星系统（GNSS）三维位移和强震记录等多源数据，对地震破裂时空演化进行系统反演与分析，揭示了复杂断层几何、强凹凸体及流体活动对地震成核、传播和余震过程的控制机制。

研究结果表明，此次地震沿东西两条倾向相反的断层破裂，先存地震群断层位于西侧主断层下方，呈亚平行分布。破裂过程分为两个阶段：第一阶段为初始 18 秒，破裂以约 0.6 km/s 的缓慢速度在地震群区域传播，期间主断层滑动触发地震群断层发生有震或无震滑动 —— 主断层对地震群断层的应力加载区与后者滑动区域高度一致，且包含地震群断层的模型使 SAR 数据拟合残差降低 11%，印证了长期被流体弱化、应力高度敏感的断层易受扰动触发滑动；第二阶段破裂突然加速，沿两条倾向相反的主断层双向传播，形成典型级联破裂。其中，震中西南方向的强凹凸体初期阻碍破裂传播，直至周围滑动产生进一步应力加载后才失稳破裂。这一 “延迟破裂” 现象对已受损设施造成二次损害，增加了震害预测难度。此外，主震触发了位于原地震群上方约 3 公里处的新地震群，持续近一个月，表明流体弱化与非构造性破裂机制可能占主导。

项目团队曾获国家自然科学基金基础科学中心项目、湖南省自然科学基金重点项目等资助。

一审：谢磊  二审：杨泽发  三审：胡俊