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古寺揭秘喜马拉雅地震史 | SRL 论文推荐

2016-08-02 科研圈 科研圈

倾斜的梁柱,破损的台阶,坍塌的石材……这些公元 7 世纪印度西北部古寺中的历史废墟成为地震学家们重现该地区一些历史性大地震的关键证据。


来源 美国地震学会(Seismological Society of America)

推荐&翻译 刘小鸥(挪威科技大学北极斯瓦尔巴中心研究生)

审校 王相丽

 

2016年727日《地震研究通讯》(Seismological Research Letters, SRL,论文信息及摘要翻译见文末)在线发表了瓦迪亚喜马拉雅地质研究所(Wadia Institute of Himalayan GeologyMayank Joshi V.C. Thakur 的最新研究成果,他们详细报道了在古老石质与木质结构寺庙中留下的破坏性地震印记。

 

印度喜马偕尔邦(Himachal Pradesh)昌巴县(Chamba)的寺庙位于西北喜马拉雅范围的克什米尔地震空区(Kashmirseismic gap),该区域被认为具有发生7.5级及7.5级以上大地震的可能。这项新研究扩大了克什米尔地震空区中1905年康格拉地震(7.8级)与1555年克什米尔地震(其震级可能达7.6级)的破裂区范围。



                           

图(a)中阴影椭圆区域表示昌巴与巴尔摩尔地区寺庙位置。星形标识代表公元1905年康格拉地震可能的震中位置。图(b)中详细展示了本研究涉及的昌巴与巴尔摩尔寺庙分布。

 

地震学家总结,从聚集在两个城镇(昌巴与巴尔摩尔)周围的寺庙所遭受的破坏类型来看,昌巴的寺庙可能受到1555年地震的影响,而巴尔摩尔的寺庙则被1905年的地震所破坏。

 

学界认为1555年地震的震中位于昌巴西北约200千米的斯利那加山谷(Srinagar Valley)。“如果该地震的确延伸至昌巴,”Joshi 表示,“这将意味着,位于喜马拉雅山脉斯利那加与昌巴间的东克什米尔在过去451年间未发生重大地震

 

Joshi 补充道,“累积于该断层区域的应力,或许能够产生震级与摧毁东克什米尔的2005年克什米尔地震相当的大地震。”那一场7.6级的地震至少造成8.5万人死亡,伤亡集中在北巴基斯坦地区,同时造成了大量基础设施的损坏。

 

为了更好地了解这一区域的历史地震记录,Joshi 与 Thakur 调查了该地区若干寺庙,以寻找地震破坏留下的明显迹象。起初调查较为,例如,很难区分倾斜的梁柱究竟是由于年久失修还是地震导致的变形。

 

但 Joshi 表示,地震考古学家(译者注:地震考古学,archaeoseismology,是指运用考古学方法通过古建筑及相关历史文献对古代地震进行研究的新兴学科。)通常需要寻找结构破坏的常见变形。“结构破坏的常见变形在样式与方向上具有一定的一致性”,他说,“而对于老化和地面沉降的情况,其破坏通常无规律可循。”

 

研究人员测量了寺庙中梁柱及整个寺庙结构的倾斜方向及角度、石质结构的裂纹以及其它破坏类型。接着,他们将这些破坏信息与地震相关的历史文献及该地区断层信息进行比较,推断出各破坏最可能是由哪次地震造成的。

 

 “在昌巴地区的寺庙中,一些特征指标表明,寺庙的主体结构已内部变形。”Joshi说,“梁柱与寺庙结构在其原来位置倾斜。屋顶部分表现出倾斜或位移。”


上图所示是本研究中一座巴尔摩尔寺庙群中约3米高的小型寺庙。顶部的宝伞(译者注:Chattra,印度教与佛教中吉祥的标志,即图中屋顶结构部分)由一扁平状石块与一位于中心的纵刻的柱状石组成。从图中可以看出,宝伞底部石块由其原来位置朝西向右倾斜,而柱状结构顶部朝东向左倾斜(图中箭头所示)。这暗示着剪切变形(shear deformation)。

 

其它未被涵盖的地震破坏类型包括石阶隆起、墙体裂纹以及摇摇欲坠的倾斜的城墙。

 

同时 Joshi 解释道,“变形的特征也能够为地震烈度提供一些线索。比如说,在烈度超过XI或X级的强震冲击下,建筑结构将会倒塌。如果结构仅仅倾斜而没有垮塌,那么地震烈度应该低于IX或VIII级。”

 

麦加利地震烈度(Mercalliintensity scale)是量度地震可观测影响的单位,如地震对建筑物与基础设施的冲击。VIII级(“剧烈”)与IX级(“猛烈”)可能意味着显著破坏,而更高烈度则表明建筑物、道路或其他基础设施的部分甚至整体的毁坏。


原文链接:



论文基本信息


【题目】Signatures of 1905 Kangra and 1555 Kashmir earthquakes in medievalperiod temples of Chamba region,NW Himalaya

【作者】M. Joshi & V. C. Thakur

【刊期】SeismologicalResearch Letters Vol. 87, No.5

【日期】Published (online) 27July 2016

【doi】10.1785/0220160033

【摘要】Deformed monuments can be used to helpconstrain the timing of an earthquake, its epicenter, and the extent of itsdamage. In the present work, we studied the ancient temples in the Chamba andBharmour area from the seventh century onward in the Ravi River catchment ofthe Chamba district of western Himachal Pradesh, India, which lies in theKashmir seismic gap of the northwest Himalaya. Many architectural features ofthe temples show earthquake-induced deformation signatures that include tiltingof the pillars and temple structures, fractures, and opening in the brickmasonry. The Bharmour temples located 45 km north of Kangra show shear-typedeformation in the east– west direction. The Chamba temples, which lie 52 kmnorthwest of Kangra and outside the rupture zone of 1905 Kangra earthquake,display shear or rigid body rotation in the north–south direction. Thedeformation features observed in the temples suggest that the Bharmour area lieswithin the 1905 Kangra earthquake meizoseismal zone, and that the 1555 Kashmirearthquake rupture zone extended southeast toward Chamba.

【摘要翻译】变形的历史遗迹可用于限定地震的发震时间、震中及其破坏程度。本研究中,我们研究了昌巴(Chamba)与巴尔摩尔(Bharmour)地区中,自7世纪发展于印度喜马偕尔邦(Himachal Pradesh)西部昌巴县的拉维河(Ravi River)流域的古寺。该地区位于喜马拉雅山脉西北部克什米尔地震区中。寺庙的许多建筑表现出由地震导致的变形特征,包括梁柱与寺庙结构的倾斜、断裂及砖砌体开裂。康格拉(Kangra)以北45千米的巴尔摩尔地区寺庙表现为东西向剪切类型的变形。而距康格拉西北52千米的昌巴地区寺庙在1905年康格拉地震的破裂区之外,呈现出南北向剪切变形或刚体转动。寺庙中观测到的变形特征暗示,巴尔摩尔地区位于1905年康格拉地震强震区之中,同时1555年克什米尔地震破裂带沿西南方向向昌巴延伸。


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