马尔马拉海北安纳托利亚断裂带长期沉积地震记录及其地震风险评估意义

研究人员针对北安纳托利亚断裂带(NAF)马尔马拉海段的地震风险问题，通过分析5000年来的同震浊积岩记录，结合AMS放射性碳与核素测年技术，揭示了主马尔马拉断层(MMF)不同区段地震复发周期（220-300年）及历史地震事件关联性，为多段落破裂模式研究提供关键证据，尤其指出伊斯坦布尔西南的中央高地段当前地震风险最高。

　　

马尔马拉海作为欧亚大陆最活跃的地震带之一，其北安纳托利亚断裂带(NAF)的潜在地震风险长期牵动着科学界的神经。尤其自1912年?ark?y–Mürefte 7.4级地震和1999年伊兹米特7.4级地震后，马尔马拉海主断裂带成为"地震空白区"，而这里距离人口超1500万的伊斯坦布尔仅咫尺之遥。更棘手的是，历史文献记录仅能追溯2500年，难以全面评估断裂带活动规律。面对这一困境，伊斯坦布尔理工大学EMCOL应用研究中心及地质工程系的研究团队联合国际学者，通过解码海底沉积物中的地震"密码"，首次系统重建了该区域5000年来的地震活动史。

研究团队运用高分辨率数字X射线成像、μ-XRF岩芯扫描、MSCL物理性质分析等前沿技术，对沿主马尔马拉断层(MMF)获取的9个岩芯展开多指标分析。通过加速器质谱(AMS)放射性碳和放射性核素测年建立精确年代框架，重点解析了同震浊积岩的沉积特征。这些地震触发的沉积层具有鲜明指纹：底部为含多组砂-粉砂纹层的侵蚀面，上部为均质泥层（ homogenite），其伽马密度和磁化率(MS)异常高，且富集Si、K、Fe等元素，反映地震引发的粗碎屑物质快速沉积。

研究结果揭示三大关键发现：

1. 分段复发规律

   数据显示MMF不同区段平均复发间隔为220-300年，与GPS测量和地质滑移率吻合。但单次间隔变异极大（50-695年），如恰纳克卡莱盆地记录到公元447年至740年长达293年的静默期，而1509年地震前仅间隔166年。

2. 历史地震匹配

   通过将沉积记录与文献对照，首次确认多个历史地震的断层归属：公元740年事件同时激活了伊兹米特湾段和王子群岛段；1766年地震则贯穿中央高地段与西马尔马拉段。值得注意的是，1912年地震沉积仅出现在西马尔马拉段，表明其破裂未向东延伸至中央盆地。

3. 当前风险预警

   整合2500年数据发现，中央高地段（伊斯坦布尔西南）累计发生7次M>7地震，包括最近1894年事件，现今已超过平均复发周期，成为最危险段落。而王子群岛段表现出最频繁的"双段协同破裂"特征，1509年地震同时激活该段与伊兹米特湾段。

这项发表于《Marine Geology》的研究，首次建立起马尔马拉海断层系统全时域地震档案。其创新性在于将沉积学指标（如Zr/Ti比值突变层）与地球化学信号关联，突破传统历史文献的时间局限。更重要的是，证实NAF存在复杂的多段落破裂机制——单次地震可同时撕开2-3个段落（如1509年事件影响超100公里断层），这种模式将显著提升未来地震的能量释放上限。对于正在制定中的伊斯坦布尔防灾规划，该成果明确指出中央高地段应作为重点监测对象，其复发周期计算为建筑抗震标准修订提供了不可替代的基线数据。