中国地震台网测定,北京时间2026年4月20日15时52分日本本州东部附近海域(北纬39.85度,东经143.1度)发生7.4级地震,震源深度10.0千米。

美国地质调查局(USGS)测定的结果为:震中位于北纬39.953°,东经143.046°,震源深度35 km。

为什么震源深度会差异这么大?这是因为地震的震源深度很难测准(地震深度测不准?哈哈)。要测准,需要非常近的台站,详情可参考下面这篇历史推文:

先看看地面震动情况:

视频来自:东京地震研究司宏俊

从上面的视频可以看出,跑在最前面的为P波(蓝线),引起的震动弱,PGA(地表峰值加速度)就小;后面的是S波(红线),引起震动强,PGA就大。

再看整体格局,此次地震发生在日本海沟,此处是太平洋板块与北美板块“俯冲摩擦”的地方,俯冲速率非常大,每年有约83毫米。在过去100年中,本次地震周围250公里范围内已发生36次7级及以上的地震,时间上最近的一次为:2025年12月8日青森县发生的7.6级地震,位于本次地震的西北方向约137公里处(2025年地震震中位置:40.998°N,142.184°E,据USGS)。

打开网易新闻 查看精彩图片

再仔细看细节,从空间上看,就本次地震的破裂分布而言,全球不同研究小组采用不同的数据作为约束,得到了相似的结果。初步结果显示:主要破裂区域呈现椭圆型,长轴长约35-40 km,短轴长约30 km,最大滑动量约3-4 m。这似乎暗示着此次地震破裂过程较为简单?形象地讲,有点破着破着,动力不足,自发停止的感觉,因为只有这样,才能让停止边界近乎为一个完美的椭圆。深入理解地震大小与破裂空间分布形状可参考:

打开网易新闻 查看精彩图片

从时间上看,下图震源时间函数揭示地震破裂时间持续约30-40秒,结合上图的破裂尺度,这说明该地震的破裂速度较慢,可能小于2 km/s。仔细观察,破裂似乎只破裂一个主要的凹凸体,这再次说明此次地震的破裂过程可能较为简单。

注:震源时间函数反映的是地震能量释放在时间上的特征,后面那个尾巴有可能是停止震相(即让破裂停止的“信息”)的结果。

打开网易新闻 查看精彩图片

值得指出的是,这些反演结果都是初步结果,要获得更精细的破裂时空演化,回答此次地震破裂过程是否真的较为简单这一问题,需要采用更多数量与种类的近场观测数据进行约束。比如下图所示的同震GPS场,InSAR等大地测量资料,近场的强震波形资料,海啸波资料(此次地震激发了近1米的海啸),海底形变观测资料等。

打开网易新闻 查看精彩图片

(https://www.gsi.go.jp/cais/topic20260420_sanrikuoki_00001.html)

从能量积累看,此次地震发生位置每年大概积累大于2 cm的形变量,这意味着100年就能积累超过2米。换言之,发生大地震的能力非常强。果真如此吗?从历史大地震分布看,在过去100年,本次地震破裂区域周围曾在1931年、1968年、1989年与1994年发生过大地震。并且这些历史大地震的破裂区域都比本次地震要大。主要破裂区域似乎处于1989年和1994年中间未破处,但该区域在1931年与1968年(1994年?)均发生过破裂。这说明此处大地震的复发间隔可能非常短,约30-40年就有一个7级以上的大地震

打开网易新闻 查看精彩图片

(改自Satake and Fujii,2014)

打开网易新闻 查看精彩图片

(改自 Yamanaka and Kikuchi, 2004)

打开网易新闻 查看精彩图片

(改自Satake and Fujii,2014)

此次地震和2011年9级日本东北大地震有什么关系呢?在空间分布看,此次地震位于日本东北大地震破裂区域最北侧不足100公里。结合震间能量积累格局与历史大地震分布,日本本州东部北侧的滑动亏损已经达到了一定的量,大地震是否有向北迁移的趋势?本次地震以及去年的7.6级地震是否意味着,该区域新一轮的7级大地震会在此“轮番上映”,值得进一步关注与研究

打开网易新闻 查看精彩图片

(改自Satake and Fujii,2014)

最后说说海啸吧,本次地震产生了海啸,但不强,沿海观测站记录到的实际波高均低于1米,下图中显示的最高波位于久慈港(Kujiko),为0.8米。

打开网易新闻 查看精彩图片

Source:JMA

总之,本次地震发生在一个历史大地震频发区域(约30-40年就有一个7级以上地震),该地震破裂时空演化可能较为简单。同时,此次地震的破裂速度似乎较慢,不到2 km/s,这对一个7.4级大地震来讲是很慢的,这是否指示了其应力降很低?由此推断有效正应力低?孔隙压力作用强?这些推测都有待进一步研究确认。

与日本发生大型俯冲地震后的常规做法一样,日本气象厅(JMA)发布了巨震预警。这本质上是一份声明,承认了一个科学事实:当巨型逆冲断层上发生大地震时,触发更大地震的风险会随之升高。这一预警系统于2019年建立,首次巨震预警于2024年发布。针对此次近期地震发布的预警,是迄今为止的第四次。

关于日本巨震预警的来龙去脉:

参考文献:

Yamanaka, Y., & Kikuchi, M. (2004). Asperity map along the subduction zone in northeastern Japan inferred from regional seismic data. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 109(B7).

Satake, K., & Fujii, Y. (2014). source models of the 2011 Tohoku earthquake and long-term forecast of large earthquakes. Journal of Disaster Research, 9(3), 272-280.