摘要
大型逆冲断层地震是一些最具毁灭性的自然灾害的罪魁祸首1．为了更好地了解地震产生的物理机制，地球物理仪器对世界范围内的俯冲带进行了持续监测。一个关键策略是安装记录全球导航卫星系统信号的站点2，3.(GNSS)，使我们能够跟踪俯冲和覆盖板块在最大事件之前、期间和之后的非稳定地表运动4，5，6．这里我们使用最近开发的轨迹建模方法7旨在将长期构造运动与每日GNSS时间序列隔离开来，以显示2010年智利Maule地震(矩级8.8级)和2011年日本东北地震(矩级9.0级)发生之前，地表位移发生了4-8毫米的逆转，持续几个月，跨度数千公里。对发生在东北大地震之前的地表位移逆转的建模表明，最初的缓慢滑动之后，菲律宾海板块突然下降，速度如此之快，以至于在整个日本造成了粘弹性反弹。因此，要更好地了解大地震即将发生的时间，不仅要考虑板块界面摩擦过程的演化，还要考虑亚稳板突然致密化等深层俯冲过程的动态边界条件。
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为补充本文的数据，提供了GNSS日位移时间序列和流体加载模型预测的位移66．
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确认
我们感谢日本地理空间信息局(GSI)和内华达大学内华达大地测量实验室(NGL)的协助，并为这项研究提供了时间序列。我们感谢Y. Bock和K. Heki的意见。J.R.B.感谢S. Sobolev的评论。J.R.B.感谢德国科学基金会(DFG)资助MO-2310/3。M.M.感谢FONDECYT 1181479、千年核“沿俯冲带地震周期”赠款NC160025和综合灾害风险管理研究中心(CIGIDEN)的支持，CONICYT/FONDAP 15110017。J.C.B.感谢FONDECYT项目1170430和1181479的支持。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
Z.D.和J.C.B.处理南美网络解决方案。j.r.b.， M.M.和B.S.进行后处理(每日GNSS时间序列分析)。m.b.， j.c.b.， Z.D.和J.R.B.研究了加工人工制品和非构造信号。tj, O.O.和J.R.B.进行了地球物理和地质解释。j。r。b。做了运动学建模。所有作者都协助编辑了手稿。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有利益竞争。
额外的信息
同行评审信息自然感谢Yehuda Bock、Kosuke Heki和其他匿名审稿人对本工作的同行评议所作的贡献。
出版商的注意施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。
扩展的数据图形和表格
图6网络解中maule震前抖动的空间范围研究。
该地图显示了用于调查Maule地震前观测到的不稳定期的空间范围的两组台站的位置。时间序列显示了上述地图中每个方向分量中两组每个站点的平均速度(中位数)偏差，其中每个站点的中位数速度是在2005年1月1日至2010年2月25日之间确定的。
扩展数据图7利用内华达大地测量实验室的IGS08 PPP解决方案调查东北大地震前摇摆的空间范围。
该地图显示了用于研究东北大地震前观测到的不稳定期的空间范围的两组台站的位置。时间序列显示了上述地图中每个方向分量中两组每个站的速度中值的平均(中值)偏差，其中每个站的速度中值是在2006年1月1日至2011年3月8日之间确定的。
扩展数据图8东北大地震前，GSI的F3解决方案与NGL的IGS08 PPP解决方案在日本各地选定站点的比较。
所示时间序列均为东分量。圆圈表示F3，十字表示PPP解决方案。颜色与嵌入地图上的车站相对应。
图9东北大地震前GNSS记录的地表瞬态运动与流体加载模型预测的比较。
该地图显示了分析中使用的GNSS站点位置，该分析将流体加载位移预测与东北前的GNSS位移测量进行了比较。时间序列显示了地图上位置的gnss测量(GSI的F3解决方案)和流体加载预测位移的中值速度变化的比较。速度取自GrAtSiD估计的趋势。在水平分量中，流体加载预测的速度比观测到的要低得多。在垂直分量上，GNSS观测和流体加载预测均与稳态速度存在较大偏差，但在运动感觉上一致性明显较低。
图10莫尔地震前GNSS记录的地表瞬态运动与流体加载模型预测的比较。
该地图显示了分析中使用的GNSS站点位置，将流体加载位移预测与maule之前的GNSS位移测量进行比较。时间序列显示了地图上位置的gnss测量位移和流体加载预测位移的中值速度变化的比较。速度取自GrAtSiD估计的趋势。在东分量(前莫尔不稳定运动最明显)中，流体负荷的预测对稳态速度的偏差比GNSS观测到的要小得多。
补充信息
补充信息
这个文件包含了补充视频的详细描述。
41586 _2020_2212_moesm2_esm.mp4
一段视频展示了从日本每日GNSS时间序列中去除共模误差和季节振荡的效果。
41586 _2020_2212_moesm3_esm.mp4
一段视频展示了从南美每日GNSS时间序列中去除共模误差和季节振荡的效果。
41586 _2020_2212_moesm4_esm.mp4
从2006年1月1日至2011年3月8日期间，日本GNSS位移时间序列估计的每日无趋势速度的视频。
41586 _2020_2212_moesm5_esm.mp4
从2010-09-01到2011-03-08期间，日本GNSS位移时间序列估计的每日无趋势速度的视频。
41586 _2020_2212_moesm6_esm.mp4
这段视频显示了从2005年1月1日至2010年2月25日期间南美GNSS位移时间序列估计的每日无趋势速度。
41586 _2020_2212_moesm7_esm.mp4
从2009年4月1日至2010年2月25日期间，南美洲GNSS位移时间序列估计的每日无趋势速度。
41586 _2020_2212_moesm9_esm.mp4
这段视频显示了日本及其周边国家在2010年1月1日至2011年3月8日期间根据PPP GNSS位移时间序列估计的每日无趋势速度。
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贝德福德，J.R，莫雷诺，M，邓，Z。et al。在大的俯冲地震之前，长达数月的千公里规模的晃动。自然580， 628-635(2020)。https://doi.org/10.1038/s41586-020-2212-1
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2212-1
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