Физика Земли, 2020, № 3, стр. 3-28

Влияние магнитных бурь на низкочастотный сейсмический шум

Г. А. Соболев 1*, Н. А. Закржевская 1, И. Н. Мигунов 1, Д. Г. Соболев 1, А. Н. Бойко 1

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

* E-mail: sobolev@ifz.ru

Поступила в редакцию 25.02.2019
После доработки 10.05.2019
Принята к публикации 22.06.2019

Аннотация

Исследована реакция сейсмического шума в минутном диапазоне периодов на сильные магнитные бури. Шум изучался по записям широкополосных сейсмических станций IRIS, расположенных в разных районах земного шара. Ежеминутные вариации компонент магнитного поля X, Y, Z на разных обсерваториях получены через систему INTERMAGNET. Обнаружены сейсмические импульсы, возникавшие при быстрых изменениях скорости компонент магнитного поля dX, dY, dZ. Импульсы характеризовались амплитудами ≈2 мкм и продолжительностью первые минуты. Большая вариабельность отношения амплитуды сейсмических импульсов к величине изменения dHx, dHy, dHz свидетельствует о нелинейном процессе. Амплитуды импульсов примерно одинаковы на станциях расположенных в сейсмически активных или пассивных регионах. Их свойства не зависят также от метеорологических условий. Импульсы выявлены на записях всех сейсмических станций, расположенных на континентах. Они не обнаружены в записях идентичных станций, находящихся на вулканических островах в глубоководной части Тихого океана. Предполагается, что резкие изменения электромагнитного поля во время бури служат триггером высвобождения накопленной в Земле энергии.

Ключевые слова: землетрясение, сейсмический шум, магнитная буря, компоненты магнитного поля, триггерный механизм магнитной бури.

DOI: 10.31857/S0002333720030096

Список литературы

  1. Адушкин В.В., Спивак А.А. Проблемы взаимодействия геосфер и физических полей в приповерхностной геофизике // Физика Земли. 2019. № 1. С. 4–15.

  2. Адушкин В.В., Соловьев С.П., Спивак А.А. Электрические поля техногенных и природных процессов. 2018. GEOS. С. 464.

  3. Антонов Ю.В. Структура и морфология неприливных вариаций силы тяжести // Геофизика. 2015. № 1. С. 67–71.

  4. Анисимов C.В., Шихова Н.М. Вариабельность электрического поля невозмущенной атмосферы средних широт // Геофизические исследования. 2008. Т. 9. № 3. С. 25–38.

  5. Голицын Г.С., Мохов И.И., Куличков С.Н. и др. Редакционная коллегия. Турбулентность, динамика атмосферы и климата. М.: ГЕОС. 2014. С. 696.

  6. Дядьков П.Г. Тектономагнитный метод мониторинга напряженного состояния земной коры и его использование в Байкальском регионе и на Алтае. ИНГГ СО РАН. 2009. С. 287.

  7. Журков С.Н. Кинетическая концепция прочности твердых тел // Вестн. АН СССР. 1968. Вып. 3. С. 46–52.

  8. Закржевская Н.А., Соболев Г.А. Влияние магнитных бурь с внезапным началом на сейсмичность в различных регионах // Вулканология и сейсмология. 2004. № 3. С. 63–75.

  9. Иванов А.Г. Сейсмоэлектрический эффект 2-го рода // Изв. АН СССР. Серия географических и геофизических наук. 1940. № 5. С. 699–727.

  10. Имянитов И.М., Чубарина Е.В. Электричество свободной атмосферы. Гидрометеорологическое издательство. Л. 1965. С. 240.

  11. Колмогоров А.Н. Локальная структура турбулентности в несжимаемой жидкости при очень больших числах Рейнольдса // Докл. АН СССР. 1941. Т. 30. № 4. С. 299–303.

  12. Куксенко В.С., Махмудов Х.Ф., Пономарев А.В. Релаксация электрических полей, индуцированных механической нагрузкой в природных диэлектриках // ФТТ. 1997. Т. 39. № 7. С. 1202–1205.

  13. Любушин А.А. Анализ данных систем геофизического и экологического мониторинга. М.: Наука. 2007. С. 228.

  14. Майбук З.Ю.Я. Триггерный механизм нелинейных механоэлектрических преобразований в орудененных разломах // Физика Земли. 2006. № 10. С. 51–64.

  15. Мельхиор П. Земные приливы. М.: изд-во “МИР”. 1968. С. 454.

  16. Мигунов Н.И. Об использовании сейсмоэлектрических явлений для изучения напряженного состояния насыщенных горных пород // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1984. № 9. С. 20–28.

  17. Светов Б.С. Основы геоэлектрики. Изд-во ЛКИ. 2008. С. 656.

  18. Соболев Г.А., Закржевская Н.А. О связи сейсмичности с магнитными бурями // Физика Земли. 2001. № 11. С. 62–72.

  19. Соболев Г.А., Пономарев А.И.. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука. 2003. С. 270.

  20. Соболев Г.А. Структура низкочастотного сейсмического шума до и после мега землетрясения на Суматре // Докл. РАН. 2019. Т. 485. № 4. С. 395–400.

  21. Соболев Г.А., Закржевская Н.А., Киреенкова С.М. Асимметричные сейсмические импульсы перед большим землетрясением // Вулканология и сейсмология. 2019. № 1. С. 2–13.

  22. Файнберг Э.Б., Авагимов А.А., Зейгарник В.А., Васильева Т.А. Генерация тепловых потоков в недрах Земли мировыми магнитными бурями // Физика Земли. 2004. № 4. С. 54–62.

  23. Чалмерс Дж.А. Атмосферное электричество, пер. с англ. Л. 1974. С. 420.

  24. Черняк Г.Л. О прямом и обратном сейсмоэлектрических эффектах в осадочных породах при синусоидальном возбуждении // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1975. № 7. С. 117–121.

  25. Ekstrom G. Time domain analysis of Earth’s long-period background seismic radiation // J. Geophys. Res. 2001. V. 106. № B11. P. 26483–26493.

  26. Nishida K., Kobayashi N., Fukao Y. 2002. Origin of Earth’s ground noise from 2 to 20 mHz // Geoph. Res. Letters. V. 29. № 10. 2002. P. 52-1−52.4.

  27. Satoshi I., Beroza G., Shelly D., Uchide T. A scaling law for slow earthquakes. Nature. May 2007. V. 407/3. P. 76–79.

  28. Sobolev G., Spetzler H., Koltsov A., Chelidze T. An experimental study of triggered stick-slip // PAGEOPH. 1993. V. 140. № 1. P. 79–94.

  29. Straser V., Cataldi G., Cataldi D. Solar Wind Ionic and Geomagnetic Variations Preceding the Md 8.3 Chile Earthquake // New Concepts in Global Tectonics Journal. 2015. V. 3. P. 394–399.

  30. Tanimoto T., Um J., Nishida K., Kobayashi N. Earth’s continuous oscillations observed on seismically quiet days. Geophys // Res. Lett. 1998. 25. P. 1553–1556.

  31. Urata N., Duma G., Freund F. Geomagnetic Kp Index and Earthquake // Open J. Earthquake Research. 2018. № 7. P. 39–52. https://doi.org/10.4236/ojer.2018.71003

  32. Wieland E., Streckeisen G. The leaf-spring seismometer – design and performance // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1982. V. 72. P. 2349−2367.

Дополнительные материалы отсутствуют.