О СТРУКТУРИРОВАННОЙ И РАССЕЯННОЙ СЕЙСМИЧНОСТИ, ЖЕСТКОСТИ ОЧАГОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И НЕЛИНЕЙНОСТИ ГРАФИКОВ ПОВТОРЯЕМОСТИ МАГНИТУД

Повышение детальности геологогеофизических и сейсмологических исследований позволило с высокой точностью – от первых метров до первых десятков метров – определять положение сейсмических излучателей [Waldhauser, Schaff, 2008] и послужило основанием для рассмотрения параметров эллипса неопределенности определения гипоцентра, включенных в уточненный каталог сейсмических событий, в качестве поверхности излучателя очага землетрясения. В работе принято соответствие максимального горизонтального размера эллипса неопределенности и размера области излучателя очага. Это позволило разделить сейсмические события на вялые и жесткие землетрясения. В качестве критериев приняты два предела упругого деформирования и хрупкого разрушения при одноосном (3•10–5) или всестороннем (10–6) сжатии. Критерии установлены на основании анализа параметров сейсмодислокаций и очагов землетрясений с учетом результатов изучения прочностных и деформационных характеристик зон разломов. Для зон интенсивного взаимодействия тектонических плит и слабоактивных (межплитовых) территорий рекомендовано использовать критерии, принятые для одноосного и всестороннего сжатия соответственно. Приведены примеры использования выборок вялых и жестких очагов при раздельной оценке графиков повторяемости магнитуд, анализе структурированной и рассеянной сейсмичности, рассмотрении физической природы нелинейности графиков повторяемости и условий подготовки сильных событий. Рассмотрено изменение параметров графиков повторяемости в зависимости от размеров площади сбора информации, а также параметров графиков повторяемости при подготовке главного события 11 марта 2011 г. в Японии и после него. Отмечена актуальность повышения детальности геологогеофизических исследований, точности и чувствительности локальных сейсмологических сетей наблюдений в районах размещения атомных станций и других опасных объектов и расширения круга параметров, включаемых в каталоги землетрясений, для контроля стабильности сейсмического процесса при строительстве, эксплуатации и выводе атомной станции из эксплуатации.

эллипс неопределенности; очаг землетрясения: жесткий, вялый, структурированный, рассеянный; график повторяемости магнитуд: линейный, нелинейный

1. Аптикаев Ф.Ф. Сильные сейсмические движения грунта при землетрясениях (сейсмические воздействия): Автореф. дис. … докт. физ.мат. наук. М., 2001. 47 с.

2. Арефьев С.С. Эпицентральные сейсмологические исследования. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. 375 с.

3. Болт Б.А. Землетрясения. Общедоступный очерк. М.: Мир, 1984. 356 с.

4. Бугаев Е.Г., Спивак А.А. Оценка эффективных деформационных и прочностных характеристик среды в очагах землетрясений // Нестационарные процессы в верхних и нижних оболочках Земли (геофизика сильных возмущений). М.: ИДГ РАН, 2002. С. 77–85.

5. Бугаев Е.Г., Спунгин В.Г. Комплексное изучение условий возникновения очагов землетрясений // Сборник материалов Международной научной конференции «Уроки и следствия сильных землетрясений (к 80-летию разрушительных землетрясений в Крыму)», Ялта, 25–28 сентября 2007 г. Симферополь: Институт геофизики НАНУ, Крымский экспертный совет, 2007. С. 162–164.

6. Ваков А.А. Геометрические параметры и магнитуда очагов землетрясений при различных типах подвижек // Вопросы инженерной сейсмологии. Вып. 33 (Инженерно-сейсмологические исследования для районирования сейсмической опасности). М.: Наука, 1992. С. 40–53.

7. Востриков В.А. Связь параметров графика повторяемости, сейсмического течения и очага землетрясения // Труды Геологического института РАН. Вып. 482. М.: Наука, 1994.

8. Гейликман М.Б., Писаренко В.Ф. О самоподобии в геофизических явлениях // Дискретные свойства геофизической среды / Отв. ред. М.А. Садовский. М.: Наука, 1989. С. 109–131.

9. Грачев А.Ф. О природе Нью Мадридской зоны высокой сейсмической активности на североамериканской платформе // Физика Земли. 1994. № 12. С. 12–23.

10. Добровольский И.П. Механика подготовки тектонического землетрясения. М.: ИФЗ АН СССР, 1984. 189 с.

11. Кайе А., Трикар Ж. Проблемы классификации геоморфологических явлений // Вопросы климатической и структурной геоморфологии. М.: Иностранная литература, 1959. С. 32–66.

12. Касахара К. Механика землетрясений. М.: Мир, 1985. 264 с.

13. Комплексные инженерно-геофизические исследования при строительстве гидротехнических сооружений / Под ред. А.И. Савича, Б.Д. Куюнджича. М.: Недра, 1990. 463 с.

14. Кочарян Г.Г., Спивак А.А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. 423 с.

15. Никонов А.А. Голоценовые и современные движения земной коры: геолого-геоморфологические и сейсмотектонические вопросы. М.: Наука, 1977. 240 с.

16. Никонов А.А. Реконструкция основных параметров древних сильных землетрясений Средней Азии на основе палеосейсмологического метода // Вопросы инженерной сейсмологии. Вып. 28 (Сильные землетрясения и сейсмические воздействия). М.: Наука, 1987. С. 72–91.

17. Пиотровский М.В. Использование морфометрии для изучения рельефа и строения Земли // Земля во Вселенной. М., 1964. С. 278–297.

18. Прозоров А., Хадсон Д. Соотношение поверхностных и объемных волн в различных регионах и в цепочках взаимосвязанных землетрясений // Вычислительная сейсмология. Вып. 7 (Машинный анализ цифровых сейсмических данных). М.: Наука, 1974. С. 65–84.

19. Пустовитенко Б.Г., Пантелеева Т.А. Спектральные и очаговые параметры землетрясений Крыма. Киев: Наукова Думка, 1990. 252 с.

20. Раутиан Т.Г. Определение параметров субочагов землетрясений и их интерпретация // Вопросы инженерной сейсмологии. Вып. 29. М.: Наука, 1988. С. 21–29.

21. Ребецкий Ю.Л. Проблемы прогноза землетрясений – новая модель очага землетрясений // Активные геологические и геофизические процессы в литосфере. Методы, средства и результаты изучения: Материалы международной конференции. Воронеж, 2006. Т. 2. С. 105–110.

22. Садовский М.А. О естественной кусковатости горных пород // Доклады АН СССР. 1979. Т. 247. № 4. С. 829–831.

23. Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003. 270 с.

24. Стром А.Л. Сопоставление параметров современных и палеосейсмодислокаций // Физика Земли. 1993. № 9. С. 38–42.

25. Тяпкин К.Ф. Физика Земли. Киев: Выща школа, 1988. 310 с.

26. Уломов В.И. Физическая модель очаговой области Газлийских землетрясений 8 апреля и 17 мая 1976 года // Сейсмологические исследования в Узбекистане. Ташкент: Издательство «ФАН» Узбекской ССР, 1979. С. 53–63.

27. Уломов В.И. Региональные структуры сейсмичности // Современная динамика литосферы континентов. Подвижные пояса / Под ред. Н.А. Логачева, В.С. Хромовских. М.: Недра, 1995. С. 401–419.

28. Уломов В.И., Шумилина Л.С. Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации – ОСР97. Масштаб 1:8000000. Объяснительная записка и список городов и населенных пунктов, расположенных в сейсмоопасных районах. М., 1999. 57 с.

29. Хромовских В.С. Сравнительная сейсмогеология активизированных в кайнозое древних платформ и молодых складчатых областей Евроазиатского континента // Основные проблемы сейсмотектоники. М.: Наука, 1986. С. 178–182.

30. Хромовских В.С. Сейсмогенные деформации земной коры в эпицентральных и плейстосейстовых зонах сильных землетрясений // Современная динамика литосферы континентов. Подвижные пояса / Под ред. Н.А. Логачева, В.С. Хромовских. М.: Недра, 1995. С. 440–503.

31. Шебалин Н.В. Сильные землетрясения. Избранные труды. М.: Изд-во Академии горных наук, 1997. 542 с.

32. Штейнберг В.В., Пономарева О.Н. О размерах сильных землетрясений // Вопросы инженерной сейсмологии. Вып. 28 (Сильные землетрясения и сейсмические воздействия). М.: Наука, 1987. С. 63–72.

33. Benedik A.L., Ivanov A.V., Kocharyan G.G. Design of structural models of sections of the earth's crust at different hierarchical levels // Journal of Mining Science. 1995. V. 31. № 5. P. 345–354. doi:10.1007/ BF0204 6630.

34. Bonilla M.G. Surface faulting and related effects // Earthquake Engineering / Ed. R.L. Wiegel. Englewood Cliffs, N. J.: PrenticeHall, 1970. P. 47–74.

35. Bonilla M.G., Mark R.K., Liekaemper J.J. Statistical relations among earthquake magnitude, rupture length, surface fault displacement // Bulletin of the Seismological Society of America. 1984. V. 74. № 6. P. 2379–2412.

36. Chinnery M.A. The deformation of the ground around surface faults. // Bulletin of the Seismological Society of America. 1961. V. 51. № 3. P. 22–41.

37. Chiu J. A high resolution PANDA experiment in the central New Madrid seismic zone // Geological Society of America Abstracts. 1990. V. 22. P. A17.

38. Gomberg J. Tectonic deformation in the New Madrid seismic zone: inferences from map view and crosssectional boundary element models // Journal of Geophysical Research. 1993. V. 98. № B4. P. 6639–6664. doi:10.1029/92JB02857.

39. Iida K.J. Earthquake energy and earthquake fault // Journal of Earth Sciences, Nagoya University. 1959. V. 7. P. 98–107.

40. Iida K.J. Earthquake magnitude, earthquake fault and source dimensions // Journal of Earth Sciences, Nagoya University. 1965. V. 13. № 1. P. 15–32.

41. Kocharyan G.G., Kishkina S.B., Ostapchuk A.A. Seismic picture of a fault zone. What can be gained from the analysis of fine patterns of spatial distribution of weak earthquake centers? // Geodynamics & Tectonophysics. 2010. V. 1. № 4. P. 419–440.

42. Mandelbrot B. The fractal geometry of nature. San Francisco: W.H. Freeman and Co., 1982. 460 p.

43. Matsuda T. Magnitude and recurrence interval of earthquake from a fault // Journal of the Geological Society of Japan. 1975. V. 28. № 11. P. 269–283.

44. Mogi K. Pressure dependence of rock strength and transition from brittle fracture to ductile flow // Bulletin of the Earthquake Research Institute. 1966. V. 44. № 1. P. 215–232.

45. Strom A.L., Nikonov A.A. Relations between the Seismogenic fault parameters and earthquake magnitude // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. 1997. V. 33. № 12. P. 1011–1022.

46. Tocher D. Earthquake energy and ground breakage // Bulletin of the Seismological Society of America. 1958. V. 48. № 2. P. 147–153.

47. Waldhauser F., Schaff D.P. Largescale relocation of two decades of Northern California seismicity using crosscorrelation and doubledifference methods // Journal of Geophysical Research. 2008. V. 113. B08311. doi:10.1029/2007JB005479.