الگو‌سازي چرخه زمين‌لرزه‌اي‌ در گسل شمال تبريز بر پايه داده‌هاي GPS

Modeling the earthquake cycle of the North Tabriz fault by using GPS data

بررسي دگرشكلي‌هاي بين‌لرزه‌اي مانند آهنگ لغزش گسل‌ها بيشتر با استفاده از مطالعات ژئودزي، زمين‌‌شناسي زمين‌لرزه‌ها، ديرينه‌لرزه‌شناسي و استفاده از الگوهاي مكانيكي، تجربي و عددي امكان‌پذير است. در اين الگو‌سازي‌ها با ايجاد ارتباط ميان متغيرهاي زمين‌لرزه‌اي گسل و داده‌هاي گرد‌آوري شده از ايستگاه‌هاي GPS افزون بر تعيين آهنگ لغزش گسل، امكان برآورد متغيرهاي ژئوديناميكي ديگري مانند ستبراي لايه كشسان، دوره بازگشت زمين‌لرزه‌ها، زمان بازگشت‌پذيري سست‌كره، زمان سپري شده از آخرين رويداد زمين‌لرزه و ژرفاي قفل‌شدگي گسل نيز وجود دارد. پژوهش حاضر با استفاده از نمونه‌گيري تصادفي بوت‎استرپ داده‌هاي ژئودتيك مربوط به گسل شمال تبريز و الگوسازي عددي در محيط نرم‌افزاري R و Matlab، مقادير متغيرهاي لرزه‌اي- ژئوديناميكي ياد شده را برآورد كرده است. بر اين اساس، محدوده 1±6/5-4 ميلي‌متر در سال براي آهنگ لغزش گسل، 5 تا 25 كيلومتر براي ستبراي لايه كشسان، 160 تا 185سال براي زمان بازگشت‌پذيري سست‌كره، 650 تا 950 سال براي دوره بازگشت زمين‌لرزه‌ها و 200 تا 1400 سال براي زمان سپري شده از آخرين رويداد زمين‌لرزه براي قطعه شمال ‌باختري گسل به دست مي‌آيد. اين الگو‌سازي در قطعه جنوب‌ خاوري گسل شمال تبريز محدوده 1±5/5-3/5 ميلي‌متر در سال را براي آهنگ لغزش گسل، 8 تا 16 كيلومتر را براي ستبراي لايه كشسان، 220 تا 340 سال را براي زمان بازگشت‌پذيري سست‌كره، 750 تا 1050 سال را براي دوره بازگشت زمين‌لرزه‌ها و 200 تا 1500 سال را براي زمان سپري شده از آخرين رويداد زمين‌لرزه نشان مي‌دهد. مقادير به دست آمده با نتايج كار ديگر پژوهشگران كه از روش‌هاي ديگري مانند ديرينه‌لرزه‌شناسي به برآورد متغيرهاي زمين‌لرزه‌اي گسل شمال تبريز پرداخته‌اند، سازگاري مناسبي را نشان مي‌دهد.

Determination of inter-seismic deformations such as fault slip-rate can usually be achieved by using geodetic observations, earthquake geology and paleo-seismology, as well as mechanical, empirical and numerical modeling. In these models, combination of the fault seismic parameters and the GPS data can help estimate the fault slip-rate, the elastic thickness of the lithosphere, the earthquakes recurrence time, the relaxation time of the asthenosphere, the elapsed time of earthquake and the locking depth of the fault. In this study, we utilize the geodetic data of the North Tabriz Fault (NTF) by using random Bootstrap sampling and conducting numerical modeling by code writing in the R and MATLAB softwares. In this concern, the fault slip-rate and elastic layer thickness are estimated to be ~4-6.5±1 mm/yr and ~5-25 km, respectively, for the NW segment of the NTF. Similarly, model results for the SE segment of the fault indicate a slip-rate of ~3.5-5.5±1 mm/yr and elastic layer thickness of ~8-16 km. For the NW segment of the NTF, the asthenosphere relaxation time, earthquake recurrence time and elapsed time are estimated to be ~160-185 years, ~650-950 years and ~200-1400 years, respectively. Model results for the SE segments of the NTF indicate an asthenosphere relaxation time of ~220-340 years, an earthquake recurrence time of ~750-1050 years and an elapsed time of ~200-1500 years, respectively. The results are well consistent with the other paleoseismological and geological results.