Физика Земли, 2020, № 3, стр. 29-39

Мониторинг процессов интерсейсмического накопления и косейсмической разгрузки напряжений среды вблизи очагов землетрясений, основанный на анализе приливного отклика поверхности Земли

М. С. Молоденский 1*, М. С. Молоденская 1

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

* E-mail: molodenskiy@mail.ru

Поступила в редакцию 05.02.2018
После доработки 14.03.2019
Принята к публикации 24.06.2019

Аннотация

Существующая сеть сейсмических станций Global Seismographic Network (GSN), включающая в себя более 150 расположенных по всему миру сейсмостанций, позволяет регистрировать не только высокочастотные сейсмические сигналы, но и отклик среды на приливное воздействие с полусуточными и суточными периодами. Разработанный нами корреляционный метод анализа данных сети GSN позволяет определять изменения амплитуд приливного отклика, связанные с величинами упругих модулей среды, с точностью до 0.5%. Процессы накопления напряжений и трещинообразования в области тектонического разлома могут существенно повлиять на упругие свойства среды, что, в свою очередь, может вызвать изменения в приливном отклике среды вблизи очага землетрясения. В данной работе обнаружена линейная зависимость между изменением амплитуды приливного отклика на станциях GSN, и полученной с помощью GPS-данных величиной косейсмического изменения напряжений среды в окрестности станции. Разработанный метод анализа данных о приливных наклонах может быть использован для изучения процессов накопления и перераспределения тектонических напряжений, предшествующих сильным землетрясениям в сейсмически активных регионах.

Ключевые слова: отклик среды, приливное воздействие, величина косейсмического изменения.

DOI: 10.31857/S0002333720030060

Список литературы

  1. Милюков В.К., Мясников А.В., Вольфман Ю.М., Пустовитенко Б.Г. Исследование взаимосвязи приливного отклика среды и сейсмичности по деформационным данным в Приэльбрусье. Всероссийская научно-практическая конференция “Геодинамика Кавказа: инструментальные наблюдения и математическое моделирование”, 21–23 октября 2015 г. Владикавказ. Тезисы докладов. 2015.

  2. Молоденский С.М. О влиянии горизонтальных неоднородностей мантии на амплитуды приливных волн // Изв. АН ССР. Сер. Физика Земли. 1977. № 2.

  3. Молоденский С.М., Крамер М.В. Влияние крупномасштабных горизонтальных неоднородностей мантии на земные приливы // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. № 1. 1980. P. 3–20.

  4. Молоденский М.С. Об упругих деформациях упругой неоднородной среды в очаговой зоне // Геофизические исследования 2012. Т. 13. № 3. С. 45–55.

  5. Молоденский Д.С., Молоденский М.С. О временных изменениях приливного отклика среды в окрестностях очагов катастрофических землетрясений // Физика Земли. 2012. № 11. С. 56–58.

  6. Молоденский М.С. Учет реологии среды при решении обратной задачи моделирования тектонического разлома по данным GPS наблюдений // Сейсмические приборы. 2014. № 4. С. 15–26.

  7. Молоденский М.С. Временные изменения приливного отклика среды перед великим японским землетрясением по данным ближайших к очагу сейсмических станций // Физика Земли. 2015. № 3. С. 1–4.

  8. Молоденский М.С., Молоденский С.М. Сравнение временных изменений приливного отклика среды в сейсмически активных и неактивных регионах // Физика Земли. 2015. № 1. С. 63–72.

  9. Молоденский М.С., Молоденский Д.С., Бегитова Т.А. Временные изменения напряжений в очаговой зоне японского землетрясения 11.03.2011 (М = 9) по данным о приливном отклике // Физика Земли. 2016. № 2. С. 1–9.

  10. Молоденский С.М., Молоденский М.С. Бегитова Т.А. 3D-модели медленных движений земной коры и верхней мантии в очаговых зонах сейсмоактивных областей и их сравнение с данными наблюдений. 2. Результаты численных расчетов // Физика Земли. 2016. № 5. С. 1–14.

  11. Angel P. Venedikov, Jose Arnoso, Ricardo Vieira. VAV: a program for tidal data processing // Computers & Geosciences. 2003. V. 29. P. 487–502.

  12. Beaumont C., Berger J. Earthquake Prediction: Modification of the Earth Tide tilts and Strains by Dilatancy // Geophys. J. R. astron. Soc. 1974. V. 39. P. 111–121.

  13. Fu G., Sun W. Effects of lateral inhomogeneity in a spherical Earth on gravity Earth tides // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. B06409.

  14. Gladwin M.T., Gwyther R.L., Higbie J.W., Hart R.H.G. A medium term precursor to the Loma Prieta earthquake? // Geophys. Res. Lett. 1991. V. 18. № 8. P. 1377–1308.

  15. Grapenthin R., Freymueller J.T. The dynamics of a seismic wave field: Animation and analysis of kinematic GPS data recorded during the 2011 Tohoku – oki earthquake, Japan // Geophysical Research Letters. 2011. V. 38. LI8308.

  16. Ito T., Okubo M., Sagiya T. High resolution mapping of Earth tide response based on GPS data in Japan // J. Geodynamics. 2009. V. 48. P. 253–259.

  17. Kato M. Observations of crustal movements by newly-designedhorizontal pendulum and water-tube tiltmeters with electro-magnetic transducers. Kyoto University, Disaster Prevention Research Institute Bulletin. 1979. V. 29. P. 83–97.

  18. Linde A.T., Gladwin M.T., Johnston M.J.S. The Loma Prieta Earthquake, 1989 and the Earth strain tidal amplitudes: an unsuccessful search for associated changes // Geophys. Res. Lett. 1992. V. 19. P. 317–320.

  19. Mao W.J., Ebblin C., Zadro M. Evidence for variations of mechanical properties in the Friuli seismic area // Tectonophysics. 1989. V. 170. № 3–4. P. 231–242.

  20. Mikumo T., Kato M., Doi H., Wada Y., Tanaka T., Shichi R., Yamamoto A. Possibility of temporal variations in Earth tidal strain amplitudes associated with major earthquakes, Earthquake precursors. Processings of the US-Japan Seminar on Theoretical and Experimental Investigations of Earthquake Precursors: Tokyo. Center for Academic Publications Japan. 1978. P. 123–136.

  21. Molodenskiy M.S. Time variations in tidal responses of a medium before the Great Japanese Earthquake. The 26th General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics. 2015. Прага. Публикация материалов конференции. С. 1019.

  22. Nishimura E. On Earth tides // American Geophysical Union Transactions. 1950. V. 31. № 3. P. 357–376.

  23. Takahashi H., Static strain and stress changes in eastern Japan due to the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake, as derived from GPS data // Earth Planets Space. 2011. V. 63. P. 741–744.

  24. Tanaka T. Effect dilatancy on ocean load tides // Pure and Applied Geophysics. 1976. V. 114. P. 415–423.

  25. Terada T. Miyabe N. Deformation of the earth crust in Kwansai districts and its relation to the orographic feature // Bull. Earthquake Res. Inst. Univ. Tokyo. 1929. № 7. P. 223–239.

  26. Toda S., Lin J., Stein R.S. Using the 2011 M = 9.0 Tohoku earthquake to test the Coulomb stress triggering hypothesis and to calculate faults brought closer to failure // Tohoku Earthquake Special Issue of Earth Planets Space. 2011. V. 63. P. 725–730.

  27. Tsuboi C. Investigation on the deformation of the earths crust found by precise geodetic means // Japan J. Astron. and Geophys. 1933. № 10.

  28. Wenzel H.-G. The Nanogal Software: Earth tide data processing package ETERNA 3.30 // Bulletin d’Information Marées Terrestres. 1996. P. 9425–9439.

Дополнительные материалы отсутствуют.