北京
根據(jù)觀測到的地表形變，結(jié)合震源表示定理：
美籍英裔數(shù)學(xué)物理學(xué)家戴森在2008年曾做過一個演講，名為《鳥與青蛙》。有些數(shù)學(xué)家是鳥，其他的則是青蛙。鳥翱翔在高高的天空，俯瞰延伸至遙遠地平線的廣袤數(shù)學(xué)遠景。(Some mathematicians are birds, others are frogs. Birds fly high in the air and survey broad vistas of mathematics out to the far horizon.）
其實，在地震學(xué)研究中，也有這樣的上帝視角，那就是衛(wèi)星觀測，更具體一點，為干涉合成孔徑雷達(InterferometricSynthetic Aperture Radar, InSAR)觀測。
地震研究挑戰(zhàn)性為何如此之大？一個很重要的原因就是我們?nèi)祟惸壳胺e累的觀測數(shù)據(jù)仍十分有限。比如，詳細(xì)的地震目錄(即記錄地震發(fā)生時間、地點、深度與震級)不過100來年，地震破裂造成地面震動的觀測數(shù)據(jù)(地震波形數(shù)據(jù))也不過100來年。這大大限制了我們對地震的深入認(rèn)識，畢竟：
沒有數(shù)據(jù)，就沒有科學(xué)。
No Data, NoScience.
近年來，衛(wèi)星大地測量技術(shù)的興起，大大擴展了觀測數(shù)據(jù)類型。例如，我們可以利用GPS來測量地表形變，利用此形變數(shù)據(jù)就能進行地震發(fā)生時破裂區(qū)域反演，數(shù)年至數(shù)十年震后變形反演地殼與上地幔流變結(jié)構(gòu)，及震間斷層閉鎖程度反演等，這在一定程度加深了我們對地震的認(rèn)識。
Wang and Shen 2020
然而，地表GPS臺站的布設(shè)其實是非常昂貴的，這既包括儀器成本，更有后期維護的高額開銷。筆者在碩士期間曾在青藏高原進行過GPS觀測，不算儀器成本，課題組每天在野外的開銷(吃、住、行、租車、勞務(wù)等)平均都是幾千元。
幸運的是，目前有一種叫做干涉合成孔徑雷達(InSAR)的觀測，能大大緩解此問題。該技術(shù)覆蓋范圍廣，能達到50-100平方公里(而地表GPS為一個個的點)，精度高(毫米級變形)。
InSAR基本原理為：利用衛(wèi)星在同一地點兩次或多次觀測回波的相位差，來確定地表形變量。
我們很容易得到斷層上的位錯分布。
1993年，Nature封面文章報道了InSAR監(jiān)測1992年Landers地震的結(jié)果，這在某種程度上意味著地震形變研究進入一個新的時代。
近年來，在我國青海發(fā)生的2022年Mw 6.6門源地震造成地表形變的干涉圖非常漂亮，堪稱教科書級的例子。
如上圖所示，一個完整的干涉條紋(即相位變?yōu)?pi,體現(xiàn)為顏色從藍到紅)對應(yīng)的地表形變量為C波段的半個波長(2.8 cm)。通過計算干涉條紋的數(shù)目，就能大致估算地表形變量。當(dāng)然，要精確刻畫各處形變量，需要利用專業(yè)軟件進行，并且需要進行地形校正、大氣校正等步驟。
注意，此處形變量為衛(wèi)星看到的(衛(wèi)星視線方向的)，即為地表三維形變在衛(wèi)星視線方向的投影。
反過來，我們可以假設(shè)地震的發(fā)生，計算其造成的地表形變量，合成干涉條紋。
(1) 純走滑破裂
(2) 純逆沖破裂
可以看出，逆沖與走滑破裂其造成的干涉條紋形態(tài)完全不同。
蝴蝶一樣的是走滑，同心圓一樣的是逆沖。
總之，技術(shù)更新可能會大大擴展研究范圍，乃至革新研究范式。
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