1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика Земли
  4. № 3, 2023

Физика Земли, 2023, № 3, стр. 96-109

Слабая сейсмичность и сильнейшие землетрясения на фоне вариаций поля поглощения S-волн

О. И. Аптикаева *

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
г. Москва, Россия

* E-mail: aptikaevaoi@mail.ru

Поступила в редакцию 09.09.2022
После доработки 04.11.2022
Принята к публикации 09.12.2022

Аннотация

Рассматривается роль относительно слабых землетрясений как инструмента изучения среды, в том числе, в процессе реализации сильных событий. Рассмотрена пространственная структура поля поглощения нескольких сейсмоактивных районов (Гармского прогностического полигона в Таджикистане, Алтая, Кавказа, Восточной Анатолии, Западного Тянь-Шаня), а также эпицентральных областей ряда сильнейших землетрясений и приуроченность к ней “заглубленной” сейсмичности. Показано, что поле поглощения, полученное по короткопериодной коде слабых землетрясений в сейсмически активных районах, неоднородно и состоит из добротных блоков и ослабленных зон сильного поглощения. Отмечается неравномерность распределения “заглубленных” землетрясений. Она связывается с блоковым строением: в ослабленных зонах их доля больше, чем в добротных блоках. Демонстрируются примеры вариации активности “заглубленной” сейсмичности в ослабленных зонах. Она варьирует во времени, увеличиваясь перед сильными землетрясениями. Приводятся факты, свидетельствующие о существовании связи между скоростью вращения Земли и активностью “заглубленной” сейсмичности. Приводятся примеры активизации слабой сейсмичности в виде сейсмических роев (серий слабых землетрясений, сконцентрированных в пространстве и во времени) в связи с сильными событиями. Характерной чертой этих роевых серий является изометричность областей локализации землетрясений в плане и вытянутость по вертикали. Они, как правило, совпадают с ослабленными зонами сильного поглощения S-волн. Интенсивная локализованная сейсмичность, приуроченная к одномерным объемам, вероятнее всего, связана с каналами повышенной проводимости, по которым, мигрируют глубинные флюиды. Активизация роевых серий является результатом активной миграции глубинных флюидов и роста флюидонасыщенности ослабленных зон. Флюиды, в свою очередь, являются катализатором процессов, приводящих к уменьшению прочности пород и разрушению блоков в эпицентральных зонах. В данном случае кластеры, к которым относятся роевые серии, могут рассматриваться как локальные сейсмогенные зоны. Появление компактных изометричных в плане и близвертикальных в разрезе кластеров слабой сейсмичности нередко наблюдается и вне эпицентральных зон сильных землетрясений. Такие зоны могут быть просто индикаторами сейсмотектонической обстановки в регионе в целом. Предполагается, что резкое изменение динамики атмосферного давления в период подготовки сильного землетрясения на гидрометеостанциях, расположенных в таких района, является следствием межгеосферного взаимодействия литосферы и атмосферы. Одним из основных механизмов аномального поведения атмосферного давления в процессе реализации сильных событий представляется глубинная дегазация. Она наиболее активна в ослабленных зонах. Механизмы воздействия глубинной дегазации на внешние геосферы остаются предметом дискуссий.

Ключевые слова: кода-волны, добротность, поле поглощения S-волн, роевая сейсмичность, межгеосферные взаимодействия.

Список литературы

  1. Аптикаева О.И. Использование короткопериодной коды афтершоков для изучения особенностей строения очаговых зон сильных землетрясений // Геофизические исследования. ИФЗ РАН. 2007. Вып. 8. С. 21–32.

  2. Аптикаева О.И. Миграция очагов слабых землетрясений Гармского района и вариации скорости вращения Земли // Вопросы инженерной сейсмологии. 2013. Т. 40. № 3. С. 54–64.

  3. Аптикаева О.И. Поле поглощения очаговой области Алтайского землетрясения 2003 г. по огибающим коды афтершоков // Вопросы инженерной сейсмологии. 2014. № 4. С. 57–67.

  4. Аптикаева О.И. Барическое поле и сейсмичность в период геодинамической активизации на Горном Алтае // Геофизические исследования. 2015. Т. 16. № 3. С. 43–54.

  5. Аптикаева О.И. Поле поглощения поперечных волн и сейсмичность в сейсмогенной зоне Тувинских землетрясений 2011–2012 гг. Труды Института геологии Дагестанского научного центра РАН. Махачкала. 2016. № 66. С. 149–153.

  6. Аптикаева О.И. Сейсмическая активность и строение земной коры и верхней мантии очаговых зон сильнейших землетрясений Алтая и Саян // Вопросы инженерной сейсмологии. 2017. Т. 44. № 2. С. 15–32.

  7. Аптикаева О.И. Детальная структура поля поглощения в районе Западного Тянь-Шаня по методу короткопериодной коды // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. Т. 45. № 2. С. 31–42.

  8. Аптикаева О.И. Детальная структура поля поглощения S-волн и морфология огибающих коды афтершоков в очаговых зонах сильных землетрясений Кавказа и Восточной Анатолии. Опасные природные и техногенные процессы в горных регионах: модели, системы, технологии / Николаев А.В., Заалишвили В.Б. (ред.). Владикавказ: ГФИ ВНЦ РАН. 2019а. С. 203–210.

  9. Аптикаева О.И. Поле поглощения S-волн и сейсмотектоника Восточной Анатолии// Вопросы инженерной сейсмологии. 2019б. Т. 46. № 3. С. 32–49.

  10. Аптикаева О.И. Некоторые результаты изучения поля поглощения S-волн на Кавказе методом короткопериодной коды // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020. Т. 47. № 3. С. 104–125.

  11. Аптикаева О.И. Поле поглощения в Ферганском нефтегазоносном бассейне и его корреляция с другими геофизическими полями и сейсмичностью // Вопросы инженерной сейсмологии. 2021. Т. 48. № 4. С. 114–130.

  12. Аптикаева О.И., Аптикаев С.Ф. Поле поглощения S-волн в ближнем районе площадок атомных электростанций по данным сейсмического мониторинга (на примере АЭС “Аккую”, Турция) // Геофизические исследования. 2019. Т. 20. № 2. С. 56–72.

  13. Аптикаев С.Ф., Аптикаева О.И. Результаты предварительного анализа данных микросейсмического мониторинга в ближнем районе площадки строительства АЭС “Аккую” // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2017. № 5. С. 52–58.

  14. Аптикаева О.И., Копничев Ю.Ф. Тонкая структура литосферы и астеносферы Гармского района и ее связь с сейсмичностью // Докл. АН СССР. 1991. Т. 317. № 3. С. 326–330.

  15. Аптикаева О.И., Копничев Ю.Ф. Детальное картирование литосферы и астеносферы Гармского района по поглощению поперечных волн // Вулканология и сейсмология. 1992. № 5–6. С. 101–118.

  16. Габсатарова И.П. Инструментальные параметры очага Курчалойского землетрясения 11 октября 2008 г. c КР = = 14.5, Mw = 5.8, I0 = 7–8 (Чеченская Республика) // Землетрясения Северной Евразии, 2008 год. Обнинск: ГС РАН. 2014. С. 433–448.

  17. Гамбурцев Г.А. Научное наследие. Малоизвестные работы и материалы из архива / Глико А.О. (ред.). М.: Наука, 2017. 297 с.

  18. Захаров В.С., Карпенко А.И., Завьялов С.П. Особенности сейсмических “гвоздей” в различных геодинамических обстановках // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2013. № 1. С. 11–18.

  19. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения S-волн в литосфере Кавказа и их связь с сейсмичностью // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18. № 3. С. 67–76.

  20. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Картирование поля поглощения поперечных волн в земной коре и верхах мантии Алтая // Вестник НЯЦ РК. 2010. № 1. С. 93–98.

  21. Лукк А.А. Слой неустойчивой деформации – аналог волновода – на глубинах 12–20 км в земной коре Таджикской депрессии // Физика Земли. 2011. № 4. С. 39–57.

  22. Нерсесов И.Л., Пономарев В.С., Тейтельбаум Ю.М. Вариации активности коровых землетрясений в различных слоях глубины и сейсмический прогноз // Докл. АН СССР. 1979. Т. 247. № 5. С. 1100–1102.

  23. Овсюченко А.Н., Рогожин Е.А., Мараханов А.В., Кужугет К.С., Бутанаев Ю.В., Ларьков А.С., Новиков С.С. Результаты полевых сейсмогеологических исследований Тувинских землетрясений 2011–2012 гг. Тувинские землетрясения 2011–2012 гг. Материалы научного совещания по базовому проекту ТУВИКОПР СО РАН VIII.78.1.4 “Напряженное состояние сейсмоопасных зон Тувы: оценка сейсмической безопасности на основе сейсмологических исследований и данных сети сейсмических станций” (15–17 апреля 2014 г., Кызыл, Россия). Кызыл: ТувИКОПР СО РАН. 2014. С. 57–78.

  24. Раутиан Т.Г., Халтурин В.И., Закиров М.С., Земцова А.Г., Проскурин А.П., Пустовитенко Б.Г., Пустовитенко А.Н., Синельникова Л.Г., Филина А.Г., Шенгелия И.С. Экспериментальные исследования сейсмической коды. М.: Наука. 1981. 142 с.

  25. Сывороткин В.Л. Глубинная дегазация Земли и глобальные катастрофы. М.: Геоинформцентр. 2002. 250 с.

  26. Сычева Н.А., Сычев В.Н., Сычев И.В., Ильичев П.В. Расчет добротности коры и верхней мантии Северного Тянь-Шаня на основе разработанного программного комплекса CodaQ // Геоинформатика. 2015. № 2. С. 12–23.

  27. Шевченко В.И., Арефьев С.С., Лукк А.А. Близвертикальные скопления очагов землетрясений, не связанные с тектонической структурой земной коры // Физика Земли. 2011. № 4. С. 16–38.

  28. Шевченко В.И., Лукк А.А., Прилепин М.Т., Рейлинджер Р.Е. Современная геодинамика Средиземноморской-Малокавказской части Альпийско-Индонезийского подвижного пояса // Физика Земли. 2014. № 1. С. 40–58.

  29. Шевченко В.И., Лукк А.А., Гусева Т.В. Автономная и плейттектоническая геодинамики некоторых подвижных поясов и сооружений. М.: Геос. 2017. 610 с.

  30. Allmendinger R.W., Reilinger R., Loveless J. Strain and rotation rate from GPS in Tibet, Anatolia, and the Altiplano // Tectonics. 2007. V. 26. TC3013.

  31. Aydin I., Karat H.I., Kocak A. Curie-point depth map of Turkey // Geophys. J. Int. 2005. V. 162. P. 633–640.

  32. Cosentino D., Schildgen T.F., Cipollari P., Faranda C., Gliozzi E., Hudackova N., Lucifora S., Strecker M.R. Late Miocene surface uplift of the southern margin of the Central Anatolian Plateau, Central Taurides, Turkey // Bull. Geol. Soc. Am. 2011. V. 124. № 1–2. P. 133–145.

  33. Dhont D., Chorowicz J., Yururb T., Froger J.-L., Kose O., Gundogdu N. Emplacement of volcanic vents and geodynamics of Central Anatolia, Turkey // J. Volcanology and Geothermal Research. 1998. V. 85. P. 33–54.

  34. Gulen L., Pınar A., Kalafat D., Ozel N., Horasan G., Yılmazer M., Isıkara A. M. Surface Fault Breaks, Aftershock Distribution, and Rupture Process of the 17 August 1999 Izmit, Turkey, Earthquake // Bull. Seismol. Soc. Am. 2002. V. 92. № 1. P. 230–244.

  35. Havskov J., Sørensen M.B., Vales D., Özyazıcıoğlu M., Sánchez G., Li B. Coda Q in different tectonic areas, influence of processing parameters // Bull. Seismol. Soc. Am. 2016. V. 106. № 3. P. 956–970.

  36. Kaviani A., Sandvol E., Bao X., Rumpker G., Gok R. The structure of the crust in the Turkish-Iranian Plateau and Zagros using Lg Q and velocity // Geophys. J. Int. 2015. V. 200. P. 1252–1266.

  37. Kilburn C.R.J. Multiscale fracturing as a key to forecasting volcanic eruptions // J. Volc. and Geothermal Res. 2003. V. 125. P. 271–289.

  38. McNutt S.R. Seismic monitoring and eruption forecasting of volcanoes: a review of the state-of-the-art and case histories. Monitoring and Mitigation of Volcano Hazards. Berlin: Springer. 1996. P. 99–146.

  39. Özsayin E., Çiner A., Rojay B., Dirik K., Melnick D., Fernández-Blanco D., Bertotti G., Schildgen T.F., Garcin Y., Strecker M.R., Sudo M. Plio-Quaternary extensional tectonics of the Central Anatolian Plateau: a case study from the TuzGolu Basin, Turkey // Turk. J. Earth Sci. 2013. V. 22. P. 691–714.

  40. Papadimitriou P., Kaviris G., Makropoulos K. The MW = 6.3 2003 Lefkada earthquake (Greece) and induced stress transfer changes // Tectonophys. 2006. V. 423. P. 73–82.

  41. Rahimi H., Hamzehloo H. Lapse time and frequency-dependent attenuation of coda waves in the Zagros continental collision zone in Southwestern Iran // J. Geophys. Eng. 2008. № 5. P. 173–185.

  42. Schildgen T.F., Cosentino D., Bookhagen B., Niedermann S., Yıldırım C. Multi-phased uplift of the southern margin of the Central Anatolian plateau Turkey: A record of tectonic and upper mantle processes // Earth Planet. Sci. Lett. 2012. V. 317. P. 85–95.

  43. Shengelia I., Jorjiashvili N., Godoladze T., Javakhishvili Z., Tumanova N. Intrinsic and Scattering Attenuations in the Crust of the Racha, Georgia // J. Earthquake and Tsunami. 2020. V. 14. № 2. 2050006

  44. Tan O., Tapirdamaz M.C., Yoruk A. The Earthquake Catalogues for Turkey // Turkish J. Earth Sci. 2008. V. 17. P. 405–418.

  45. Tezcan A.K. Geothermal explorations and heat flow in Turkey. Terrestrial Heat Flow and Geothermal Energy in Asia / Gupta M.L., Yamano M. (Eds.). Oxford and IBH. 1995. P. 23–42.

  46. Uluocak E.S., Pysklywec R., Gogus O.H. Present-day dynamic and residual topography in Central Anatolia // Geophys. J. Int. 2016. V. 206. P. 1515–1525.

  47. Wang Z., Zhao D. Seismic evidence for the influence of fluids on the 2005 west off Fukuoka prefecture earthquake in southwest Japan // Phys. Earth Planet. Int. 2006. V. 155. P. 313–324.

  48. Yukutake Y., Tanada T., Honda R., Harada M., Ito H., Yoshida A. Fine fracture structures in the geothermal region of Hakone volcano, revealed by well-resolved earthquake hypocenters and focal mechanisms // Tectonophys. 2010. V. 489. P. 104–118.

  49. Yurur M.T., Temel A., Kose O. Evidences of Extensional Tectonics at the Southern Boundary of the Galatean Volcanic Province, NW Central Anatolia // Geol. Bull. Turkey. 2002. V. 45. № 1. P. 85–98.

  50. Zor E., Sandvol E., Xie J., Turkelli N., Mitchell B., Gasanov A., Yetirmishli G. Crustal attenuation within the Turkish plateau and surrounding regions // Bull. seism. Soc. Am. 2007. V. 97. P. 151–161.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика Земли

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал