مجله ژئوفیزیک ایران

مجله ژئوفیزیک ایران

تغییر شکل هم‌لرزه‌ای زلزله ۲۰۲۰ کاراکانجا، تاجیکستان، با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای راداری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی‌

نویسندگان
1 دانشکده علوم زمین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، زنجان، ایران
2 دانشکده علوم زمین - مرکز تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، زنجان، ایران
10.30499/ijg.2026.586032.1786
چکیده
زمین‌لرزه 24 ژانویه ۲۰۲۰ کاراکانجا در تاجیکستان با بزرگای گشتاوری ۵/۵، در یکی از نواحی فعال تکتونیکی آسیای میانه و در پهنه همگرایی مایل رخ داده است. در این پژوهش، میدان تغییرشکل هم‌لرزه‌ای و پارامترهای چشمه این زمین‌لرزه با استفاده از داده‌های تداخل‌سنجی راداری ماهواره سنتینل-۱ و روش وارون‌سازی بیزین بررسی شد. تداخل‌نگاشت‌های حاصل از مسیرهای بالاگذر و پایین‌گذر حداکثر جابه‌جایی ۷/۴ و ۶/۷ سانتی‌متر در راستای خط‌دید ماهواره نشان می‌دهند. نتایج وارون‌سازی صفحۀ گسلی ترجیحی کم‌عمق با طول حدود ۵ کیلومتر، عرض ۷/۴ کیلومتر، عمق ۶/۲ کیلومتر، شیب ۳۲/۷ درجه و امتداد ۲۹ درجه را معرفی می‌کند. مؤلفه‌های لغزش امتدادلغز و شیب‌لغز به ترتیب ۱۵ سانتی‌متر و ۴۶ سانتی‌متر برآورد شدندکه بیانگر گسله‌ای با سازوکار غالب معکوس است. زاویه لغزش (۷۲ درجه) سازوکار معکوس با مؤلفه راست‌بر را تأیید می‌کند که با زمین‌ساخت هم‌گرایی مایل منطقه سازگار است. ارزیابی کیفیت مدل نشان می‌دهد که مدل قادر است داده‌های مشاهده‌شده را با دقت مناسبی بازتولید کند (RMSE = ۵ mm، R² = ۰/۹۲). تحلیل فضایی باقیمانده‌ها (Moran’s I = 0.14, p < 0.001) بیانگر خودهمبستگی ضعیف و در عین حال معنادار است که پیچیدگی‌های کوچک‌مقیاس تغییرشکل یا آثار جوی را نشان می‌دهد. گشتاور لرزه‌ای (۲/۲۵×〖۱۰〗^۱۷ N·m) و افت‌تنش ۵ مگاپاسکال با مقادیر متعارف زمین‌لرزه‌های پوسته قاره‌ای و روابط مقیاس‌بندی جهانی سازگار هستند. این پژوهش ضمن نشان دادن کارایی روش وارون‌سازی بیزین در تعیین پارامترهای چشمه لرزه‌ای زمین‌لرزه‌های متوسط، با به‌کارگیری یک چارچوب اعتبارسنجی چندلایه به ارزیابی عدم‌قطعیت و ماهیت ترجیحی صفحه گسلی پرداخته است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Coseismic Deformation Mapping of the 2020 Karakanja Earthquake in Tajikistan Using InSAR Observations

نویسندگان English

Abbas Asghari 1
Mahtab Aflaki 1
Mahin jafari 1
Najmeh Ajorlou 1
Zahra Mousavi 2
1 Department of Earth Sciences, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS), Zanjan, Iran
2 Department of Earth Sciences, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS), Zanjan, Iran
چکیده English

The Mw 5.5 Karakanja earthquake, which occurred on 24 January 2020 in Tajikistan, is a significant moderate seismic event within the tectonically active Pamir region. This area is characterized by the complex oblique convergence between the Indian and Eurasian plates, leading to intricate deformation patterns. This study comprehensively investigated the coseismic deformation field and detailed earthquake source parameters of the Karakanja earthquake using high-resolution Sentinel-1 Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) data and a sophisticated Bayesian inversion methodology. Interferograms from ascending and descending satellite tracks revealed surface displacements along the satellite’s line-of-sight (LOS), with maximum values of approximately 4.7 cm (ascending) and 6.7 cm (descending). These measurements highlight substantial ground deformation concentrated around the causative fault. Applying the Bayesian inversion technique to these InSAR data allowed us to define the geometry and slip distribution of the causative fault. The inversion results indicate a preferred shallow fault plane with a modeled fault area of approximately 23 km². Key parameters include a centroid depth of 6.2 km, a strike of 29°, and a dip of 32.7°. Analysis of slip components revealed a dominant dip-slip component of 0.46 m and a strike-slip component of 0.15 m. This suggests a predominantly reverse faulting mechanism with a minor right-lateral component (rake angle ~72°), aligning well with the regional tectonic regime of oblique convergence. To rigorously assess model quality, statistical and spatial analyses of residuals were performed. The inversion yielded a root mean square error (RMSE) of 5 mm and an R² value of 0.92, indicating the model explains approximately 92% of the observed deformation. Residual analysis confirmed the absence of systematic bias, with high correlation (ρ=0.96) between observed and modeled displacements. Spatial autocorrelation analysis (Moran’s I = 0.14, p < 0.001) revealed weak but significant spatial autocorrelation in residuals, suggesting that while the uniform-slip model captures the main deformation pattern, it acknowledges minor small-scale complexities or residual atmospheric effects. Geostatistical analysis showed a spatial structure in residuals near the fault, indicating that the uniform-slip model inadequately represents local complexities. The estimated seismic moment was 2.25 × 10¹⁷ N·m, with a stress drop of ~5 MPa. These values align with empirical scaling relationships for continental crustal earthquakes. The modeled fault geometry and slip mechanism are fully consistent with the regional oblique convergence tectonics of the Pamir region. This study demonstrates the effectiveness of Bayesian inversion for determining source parameters of moderate earthquakes, while employing a multi-level validation framework (including spatial residual analysis and comparison with empirical relationships) to assess uncertainty and the "preferred" nature of the fault plane.

کلیدواژه‌ها English

Karakanja(2020) earthquake
InSAR
Bayesian inversion
source parameters

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 31 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 21 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 18 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 31 شهریور 1405
  • تاریخ اولین انتشار 31 شهریور 1405
  • تاریخ انتشار 31 شهریور 1405