Investigating the Large Asperity of the1999 Chichi, Taiwan Earthquake

Abstract

地震のデータとボアホールの温度のデータを使って，1999年台湾集集地震のすべりのプロセスの性格を推定した。車籠甫断層の北部では10メートルを超える大きなずれが見られた一方，南部のずれは1～2メートルとはるかに小さかった。ところが意外にも，加速度と被害は全くちがったパターンを示し，南部では激しい高周期の地面の揺れと小さな建造物への大被害が見られた。その一方，北部では加速度のレベルが比較的低く，それに伴う被害も，断層のずれの大きさから考えると軽かった。この違いは地震の際の断層の動き方の違いに帰せられる。地震の放射エネルギーと，発せられた摩擦熱を計算すれば，總エネルギーがどのように配分されたか知ることができる。この地震では，放射エネルギーは1.1x10 16J，摩擦熱は 2x10 17J という値を得た。従って地震効率は約5%ということになる。さらに，車籠甫断層の北部と南部のそれぞれについて，こうしたエネルギー・バランスを計算した。この結果，北部ははるかに大きいすべりがあったにも関わらず熱量は低く，摩擦の値の低かったことを示している。また，放射エネルギーは北部の方が大きく，地震効率は南部より高い。北部の摩擦の値の低さは，高周波のレベルが低いことや周辺地域の被害が比較的軽かったことの説明になっている。

We use seismic data and borehole temperature data to infer characteristics of the faultingprocess of the 1999 Chichi, Taiwan earthquake. Inversion of strong-motion data andassociated observations of surface faulting show that the northern portion of the Chelungpufault had very large displacements in excess of 10 m, while the southern part of the faulthad much smaller displacements of 1-2 m. In contrast the levels of accelerations anddamage show a very different pattern, with much more severe high frequency groundmotions in the south and extensive damage to small buildings. In the north the levels ofacceleration and associated damage are relatively low, considering the very large faultdisplacements. These differences in observed ground motions are attributed to differencesin dynamic fault behavior during the earthquake. Determinations of radiated seismicenergy and estimates of frictional heat produced by the earthquake are used to put togetherthe energy budget for the earthquake. We obtained a total radiated energy of 1.1x10 16 Jand frictional heat of 2x10 17 J. These values give a seismic efficiency of about 5%. Wealso looked at the energy balance separately for the northern and southern portions of theChelungpu fault. The northern part produced much lower heat, even though the slip wasmuch larger, implying a lower value of friction. Also, the northern part produced moreradiated seismic energy, so the seismic efficiency for the north is higher than for the south.The low values of friction for the northern portion, provide a good explanation for the lowlevels of high frequency radiation and the lower levels of damage in the nearby areas.