ИЗУЧЕНИЕ МИГРАЦИЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ С ПОМОЩЬЮ ПОСТРОЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ДИАГРАММ

Изучение процессов сейсмомиграции проводилось новым методом построения пространственно-временных диаграмм и посредством сочетания кластерного и регрессионного анализа. С помощью разработанной геоинформационной системы (ГИС) и с использованием всемирного и байкальского регионального каталогов землетрясений решались задачи по выяснению параметров и механизмов пространственно-временной миграции сейсмической активности. Сейсмомиграционные явления изучались в следующих геоструктурных системах: в пределах Байкальской рифтовой зоны (БРЗ), между БРЗ и областью Индо-Евразийской межплитной коллизии, между БРЗ и Западно-Тихоокеанской сейсмофокальной зоной Беньофа, а также в двух сегментах Срединно-Атлантического хребта.

На основе анализа полученных результатов показано, что изучение режимов сейсмомиграций позволяет анализировать пространственно-временное перераспределение сейсмической энергии в разломно-блоковой структуре литосферы и, соответственно, более углубленно изучать деформационно-волновую природу и механизмы формирования сейсмотектонического режима Земли. Установлено проявление прямых (от экватора) и обратных (к экватору) сейсмомиграций для всех рассмотренных районов. Предполагается, что такое явление может быть объяснено периодическим изменением полярного сжатия Земли за счет вариаций ее ротационного режима. Выявлена также периодичность в режиме генерации энергетических кластеров миграции, что может быть связано с влиянием на сейсмический режим 11-летнего цикла солнечной активности. Обсуждается необходимость изучения интерференции волновых деформаций в литосфере, возбужденных несколькими внешними энергетическими источниками. С этих позиций режимы планетарной сейсмомиграции предлагается рассматривать как отражение перераспределения эндогенной, преимущественно тепловой, энергии нашей планеты в ходе деструкции ее литосферной оболочки под воздействием космогенных факторов через триггерные механизмы. На основе положительного опыта для БРЗ обсуждаются возможности применения полученных сведений о сейсмомиграции для прогноза землетрясений в планетарном и региональном масштабе.

1. Bykov V.G., 2005. Deformation waves of the Earth: concept, observations and models. Geologiya i Geofizika (Russian Geology and Geophysics) 46 (11), 1176–1190.

2. Chery J., Merkel S., Bouissou S., 2001. A physical basis for time clustering of large earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America 91 (6), 1685–1693. http://dx.doi.org/10.1785/0120000298.

3. Dolgaya А.А., Vikulin А.А., 2015. Study of space-time regularities of seismicity in the Baikal rift zone. In: Tectonics and geodynamics of the continental and oceanic lithosphere: general and regional aspects. Proceedings of the XLVIITectonic Meeting, vol. 1. GEOS, Moscow, p. 130–133 (in Russian) [Долгая А.А., Викулин А.А. Исследование пространственно-временных закономерностей сейсмичности Байкальской рифтовой зоны // Тектоника и геодинамика континентальной и океанической литосферы: общие и региональные аспекты: Материалы XLVII Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2015. Т. 1. С. 130–133].

4. Dovbnich M.M., 2007. The influence of variations of Earth’s rotational mode and lunar-solar tides on a stressed state of the tectonosphere. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine (Dopovidi Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy) (11), 105–112 (in Ukrainian) [Довбнич М.М. Влияние вариаций ротационного режима Земли и лунно-солнечных приливов на напряженное состояние тектоносферы // Доповiдi Національної академії наук України. 2007. № 11. C. 105–112].

5. Levi K.G., Zadonina N.V., Yazev S.A., Voronin V.I., Naurzbaev M.M., Khantemirov R.M., 2012. Heliogeodynamics: Natural Aspects of Global Solar Minimums. In 3 volumes. Vol. 1, Book 1. Publishing House of the Irkutsk State University, Irkutsk, 511 p. (in Russian) [Леви К.Г., Задонина Н.В., Язев С.А., Воронин В.И., Наурзбаев М.М., Хантемиров Р.М. Гелиогеодинамика: Природные аспекты глобальных солнечных минимумов. В 3 т. Т. 1, кн. 1. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2012. 511 с.].

6. Levina Е.А., 2011. Geoinformation System for Prediction of Earthquakes and Rock Shocks: Development and Application for the Baikal Rift Zone and the Norilsk Field. Synopsis of the Thesis, PhD in Geology and Mineralogy. Irkutsk, 19 p. (in Russian) [Левина Е.А. Геоинформационная система для прогноза землетрясений и горных ударов: разработка и примеры применения в Байкальской рифтовой зоне и Норильском месторождении: Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Иркутск, 2011. 19 с.].

7. Levina Е.А., Ruzhich V.V., 2010. Earthquake migration of various scales as manifestation of the initiated energy flow in case of wave deformations of the lithosphere of the Earth. In: Triggering mechanisms in geosystems: proceedings of the All-Russia Workshop-Meeting. GEOS, Moscow, p. 71–78 (in Russian) [Левина Е.А., Ружич В.В. Разномасштабная миграция землетрясений как проявление инициированного энергопотока при волновых деформациях литосферы Земли // Триггерные эффекты в геосистемах: Материалы Всероссийского семинара-совещания. М.: ГЕОС, 2010. С. 71–78].

8. Liu M., Stein S., Wang H., 2010. A 2000-year record of migrating earthquakes in North China: Implications for earthquake hazards in continental interiors. Geophysical Research Abstracts 12, EGU2010-6785.

9. Lyubushin А.А., Pisarenko V.F., Ruzhich V.V., Buddo V.Yu., 1998. Identification of periodicity in seismic regime. Vulkanologiya i Seismologiya (1), 62–76 (in Russian) [Любушин А.А., Писаренко В.Ф., Ружич В.В., Буддо В.Ю. Выделение периодичностей в сейсмическом режиме // Вулканология и сейсмология. 1998. № 1. С. 62–76].

10. Maximov I.V., Vorobiev V.N., Gindin B.V., 1967. On quasi-periodic long-term variations of tide-generating force of the Moon and the Sun. Geomagnetism i Aeronomiya 7 (2), 323 (in Russian) [Максимов И.В., Воробьев В.Н., Гиндин Б.В. О квазипериодическом характере долгопериодических изменений приливообразующей силы Луны и Солнца // Геомагнетизм и аэрономия. 1967. Т. 7. № 2. С. 323].

11. Mogi K., 1968. Migration of seismic activity. Bulletin of Earthquake Research Institute 46, 53–74. Northern California Earthquake Data Center, On-line Catalogue, 2015. Available from: http://www.ncedc.org (last accessed May 13, 2015).

12. Novopashina A.V., 2013. The method for identification of seismicity migration in Pribaikalie by GIS. Geoinformatika (1), 33–36 (in Russian) [Новопашина А.В. Методика выявления миграций сейсмической активности Прибайкалья средствами ГИС // Геоинформатика. 2013. № 1. С. 33–36].

13. Novopashnina A.V., San’kov V.A., 2015. Migration of seismic activity in strike-slip zones: A case study of the boundary between the North American and pacific plates. Russian Journal of Pacific Geology 9 (2), 141–153. http://dx. doi.org/10.1134/S1819714015020050.

14. Odessky I.A., 1972. Wave Movements of the Earth's Crust. Nedra, Leningrad, 206 p. (in Russian) [Одесский И.А. Волновые движения земной коры. Л.: Недра, 1972. 206 с.].

15. Orlov V.A., Panov S.V., Parushkin M.D., Fomin Yu.N., 2007. On relationship between seismicity of the Earth and solar activity from results of precision deformographic observations. In: Geodynamics and the State of Stresses of the the Earth Interior. Proceedings of the conference with participation of foreign researchers, 02–05 October 2007. Novosibirsk, p. 77–83 (in Russian) [Орлов В.А., Панов С.В., Парушкин М.Д., Фомин Ю.Н. О связи сейсмичности Земли с солнечной активностью по результатам прецизионных деформографических наблюдений // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли: Труды конференции с участием иностранных ученых, 2–5 октября 2007 г. Новосибирск, 2007. С. 77–83].

16. Ponomareva E.I., Ruzhich V.V., Levina E.A., 2014. On-line middle-term forecast of earthquakes in Pribaikalie and its possibilities. Izvestia, Irkutsk State University. Earth Sciences Series 8, 67–78 (in Russian) [Пономарёва Е.И., Ружич В.В., Левина Е.А. Оперативный среднесрочный прогноз землетрясений в Прибайкалье и его возможности // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Науки о Земле». 2014. Т. 8. С. 67–78].

17. Popov V.L., 2013. Mechanics of Contact Interaction and Friction Physics. From Nanotribology to Dynamics of Earthquakes. Fizmatlit, Moscow, 350 p. (in Russian) [Попов В.Л. Механика контактного взаимодействия и физика трения. От нанотрибологии до динамики землетрясений. Москва: Физматлит, 2013. 350 c.].

18. Revuzhenko A.F., 2013. Tidal Waves and Directional Transfer of the Earth's Masses. Nauka, Novosibirsk, 204 p. (in Russian) [ Приливные волны и направленный перенос масс Земли. Новосибирск: Наука, Ruzhich V.V., 1997. Seismotectonic Destruction of the Earth's Crust in the Baikal Rift Zone. Publishing House of SB RAS,

19. Novosibirsk, 144 p. (in Russian) [Ружич В.В. Сейсмотектоническая деструкция в земной коре Байкальской рифтовой зоны. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. 144 с.].

20. Ruzhich V.V., Khromovskikh V.S., Peryazev V.A., 1989. Analysis of global space-time migration of strong earthquake foci from geotectonic positions. In: Engineering geodynamics and geological medium. Nauka, Novosibirsk, p. 72–80 (in Russian) [Ружич В.В., Хромовских В.С., Перязев В.А. Анализ глобальной пространственно-временной миграции очагов сильных землетрясений с геотектонических позиций // Инженерная геодинамика и геологическая среда. Новосибирск: Наука, 1989. С. 72–80].

21. Ruzhich V.V., Levina E.A., 2012. Seismomigrational processes as the reflection of internal dynamics in zones of intraplate and interplate faults. In: Recent geodynamics of Central Asia and hazardous natural processes: results of quantitative studies. Proceedings of the All-Russia Meeting and Youth School on Recent Geodynamics (23–29 September 2012, Irkutsk). In 2 volumes. Vol. 2. Institute of the Earth's Crust, SB RAS, Irkutsk, p. 71–74 (in Russian) [Ружич В.В., Левина Е.А. Сейсмомиграционные процессы как отражение внутренней динамики в зонах внутриплитных и межплитных разломов // Современная геодинамика Центральной Азии и опасные природные процессы: результаты исследований на количественной основе: Материалы Всероссийского совещания и молодежной школы по современной геодинамике (г. Иркутск, 23–29 сентября 2012 г.). В 2-х т. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2012. Т. 2. С. 71–74].

22. Sherman S.I., 2013. Deformation waves as a trigger mechanism of seismic activity in seismic zones of the continental lithosphere. In: Triggering effects in geosystems. Proceedings of the All-Russia Workshop-Meeting. Institute of Geosphere Dynamics (IDG) RAS, Moscow, p. 46–53 (in Russian) [Шерман С.И. Деформационные волны как тригерный механизм активизации разломов в сейсмических зонах континентальной литосферы // Тригерные эффекты в геосистемах: Материалы II всероссийского семинара-совещания. М.: ИДГ РАН, 2013. С. 46–53].

23. Sherman S.I., 2014. Seismic Process and the Forecast of Earthquakes: Tectonophysical Conception. Academic Publishing House “Geo”, Novosibirsk, 359 p. (in Russian) [Шерман С.И. Сейсмический процесс и прогноз землетрясений: тектонофизическая концепция. Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2014. 359 с.].

24. Shestopalov I.P., Kharin E.P., 2004. On relationship between the Earth seismicity and solar and geomagnetic activity. In: Solar-Earth Relationships and Electomagnetic Precursors of Earthquakes. IKIR FEB RAS, Petropavlovsk-

25. Kamchatsky, p. 64–76 (in Russian) [Шестопалов И.П., Харин Е.П. О связи сейсмичности Земли с солнечной и геомагнитной активностью // Солнечно-земные связи и электромагнитные предвестники землетрясений. Петропавловск-Камчатский: ИКИР ДВО РАН, 2004. С. 64–76].

26. Sidorenkov N.S., 2004. Instability of the Earth rotation. Vestnik, Russian Academy of Sciences 74 (8), 701–715 (in Russian) [Сидоренков Н.С. Нестабильность вращения Земли // Вестник Российской академии наук. 2004. Т. 74. № 8. С. 701–715].

27. Sobolev G.A., Shestopalov I.P., Kharin E.P., 1998. Implications of solar flares for the seismic activity of the Earth. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 34 (7), 603–607.

28. StatSoft, On-line Statistics Guidebook, 2015. Available from: http://www.statsoft.ru/home/textbook/modules/ stcluan.html (last accessed May13, 2015).

29. Stovas M.V., 1963. On the loaded state of the crustal layer in the zone between 30 and 40°. In: Problems of Planetary Geology. Gosgeoltekhizdat, Moscow, p. 275–284 (in Russian) [Стовас М.В. О нагруженном состоянии корового слоя в зоне между 30 и 40° // Проблемы планетарной геологии. М.: Госгеолтехиздат, 1963. С. 275–284].

30. Tsaregradsky V.A., 1963. On the issue of deformation of the Earth's crust. In: Problems of planetary geology. Gosgeoltekhizdat, Moscow, p. 149–221 (in Russian) [Цареградский В.А. К вопросу о деформациях земной коры // Проблемы планетарной геологии. М.: Госгеолтехиздат, 1963. С. 149–221].

31. Tyapkin K.F., 2012. Variations of the position of the rotation axis in the Earth body: cause, mechanism and use for explanation of global tectonic processes in the Earth's crust. Geophysical Journal 34 (6), 91–100 (in Russian) [Тяпкин К.Ф. Изменение положения оси вращения в теле Земли: причина, механизм и использование для объяснения глобальных тектонических процессов в земной коре // Геофизический журнал. 2012. T. З4. № 6. С. 91–100].

32. Utkin V.I., Yurkov A.K., Tsurko I.A., 2012. Variations of irregularity of earth rotation as triggering factor of seismicity. Geologiya i Geofizika Yuga Rossii (1), 3–13 (in Russian) [Уткин В.И., Юрков А.К., Цурко И.А. Вариации неравномерного вращения Земли как триггирующий фактор сейсмичности планеты // Геология и геофизика юга России. 2012. № 1. С. 3–13].

33. Vikulin A.V., 2003. Physics of Wave Seismic Process. KOMSP GS RAS, KSTU, Petropavlovsk-Kamchatsky, 152 p. (in Russian) [Викулин А.В. Физика волнового сейсмического процесса. Петропавловск-Камчатский: КОМСП ГС РАН, КГПУ, 2003. 152 с.].

34. Vikulin A.V., Akmanova D.R., Vikulina S.A., Dolgaya A.A., 2012. Migration of seismic and volcanic activity as display of wave geodynamic process. Geodynamics & Tectonophysics 3 (1), 1–18. http://dx.doi.org/10.5800/GT-2012-3-1-0058.

35. Vikulin A.V., Bykov V.G., Luneva М.N., 2000. Nonlinear deformation waves in a rotational model of a seismic process. Computational Technologies 5 (1), 31–39 (in Russian) [Викулин А.В., Быков В.Г., Лунева М.Н. Нелинейные волны деформации в ротационной модели сейсмического процесса // Вычислительные технологии. 2000. Т. 5. № 1. С. 31–39].

36. Vikulin A.V., Ivanchin A.G., 2015. Rotational movements of geomedium – an alternative to plate tectonics. In: Tectonics and geodynamics of continental and oceanic lithosphere: general and regional aspects. Proceedings of the XLVII Tectonic Meeting. Vol. 1. GEOS, Moscow, p. 62–67 (in Russian) [Викулин А.В., Иванчин А.Г. Вращательные движения геосреды – альтернатива тектонике плит // Тектоника и геодинамика континентальной и океанической литосферы: общие и региональные аспекты: Материалы XLVII Тектонического совещания. М.: ГЕОС, 2015. Т. 1. С. 62–67].

37. Vorobiev V.N., 1971. Some consequences of analysis of total potential of long-term part of tide-generation force. Geomagnetism i Aeronomiya 11 (1), 189 (in Russian) [Воробьев В.Н. Некоторые следствия анализа суммарного потенциала долгопериодической части приливообразующей силы // Геомагнетизм и аэрономия. 1971. Т. 11. № 1. С. 189].

38. Zagoruiko N.G., 1999. Applied Methods of Data and Knowledge Analysis. Publishing House of Institute of Mathematics, SB RAS, Novosibirsk, 270 p. (in Russian) [Загоруйко Н.Г. Прикладные методы анализа данных и знаний. Новосибирск: Изд-во Ин-та математики СО РАН, 1999. 270 с.].