МОДЕЛЬ ПОДГОТОВКИ И РЕАЛИЗАЦИИ ТЕКТОНИЧЕСКОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И ЕГО ПРЕДВЕСТНИКОВ В УСЛОВИЯХ РАСТЯЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ

В связи с изменением напряженно-деформированного состояния земной коры горные породы подвергаются различным физико-механическим процессам, вплоть до их разрушения, которые сопровождаются тектоническими землетрясениями. В зависимости от механизмов и скоростей геодинамических процессов, землетрясения характеризуются различными моделями их подготовки и реализации. Одна из моделей соответствует процессам растяжения земной коры, характеризующим формирование рифтовых структур. Для моделирования используют образцы горных пород, которые растягивают на специальной лабораторной установке до их разрушения. Благодаря лабораторному моделированию были выявлены стадии разрушения образцов, интерпретируемые как этапы подготовки и реализации очагов землетрясений, причем стадии подготовки подземных толчков, как правило, проявляются в их различных временных (долго-, средне- и краткосрочных) предвестниках. Главным недостатком микромоделирования является то, что при малых размерах исследуемых образцов невозможно выявить взаимосвязь между пластическим удлинением горных пород, которое происходит в гипоцентре землетрясения, и их разрывом. Пластичность горных пород – это их способность необратимо изменять без нарушения сплошности свою форму и размеры под действием внешних усилий. Для того чтобы учесть влияние пластической деформации горных пород на процесс подготовки и реализации землетрясений, предлагается использовать в качестве микромодели не диаграммы растяжения образцов горных пород, а типовую диаграмму растяжения металла при испытании металлического стержня на разрыв (рис. 1). Таким образом, диаграмму растяжения металла в функции от относительного удлинения, в некоторой степени приближения и с учетом коэффициента пластичности, можно рассматривать как модель подготовки и реализации очага землетрясения при рифтогенезе. Энергия, выделяющаяся в период, непосредственно предшествующий землетрясению, способствует возникновению его предвестников. В статье рассматриваются различные предвестники землетрясения на примере энергетической модели подготовки и реализации тектонического землетрясения в условиях растяжения земной коры.

энергетическая модель, горная порода, напряженно-деформированное состояние земной коры, землетрясение, очаг землетрясения, модель подготовки землетрясения, предвестник землетрясения

1. Sykes L.K., Aggarwal Y.P., 1973. Earthquake prediction: a physical basis. Science 181 (4102), 803–810. https://doi.org/10.1126/science.181.4102.803.

2. Semenov R.M., 2010. Earthquake of 27 August 2008 in the Southern Baikal area and its precursors. Geodynamics & Tectonophysics 1 (4), 441–447 (in Russian) [Семенов Р.М. Землетрясение 27.08.2008 года на юге Байкала и его предвестники // Геодинамика и тектонофизика. 2010. Т. 1. № 4. С. 441–447]. https://doi.org/10.5800/GT-2010-1-4-0028.

3. Semenov R.M., Imaev V.S., Semenov A.R., Orgilyanov A.I., Smekalin O.P., Shirobokova N.P., 2014. The Method for Short-Term Forecasting of Earthquakes. Invention Patent RU 2 519 050 С2. Federal Service for Intellectual Property. Published on 10.06.2014. Bulletin No. 16 (in Russian) [Семенов Р.М., Имаев В.С., Семенов А.Р., Оргильянов А.И., Смекалин О.П., Широбокова Н.П. Способ краткосрочного прогноза землетрясений. Патент на изобретение RU 2 519 050 С2. Федеральная служба по интеллектуальной собственности. Опубликовано 10.06.2014. Бюл. № 16].

4. Semenov R.M., Kashkovsky V.V., Lopatin M.N., 2016. The Method for Hydrogeochemical Determination of Earthquake Occurrence Times in Southern Pribaikalie. Invention Patent RU No. 2 601 403 C2. Federal Service for Intellectual Property. Published on 10.11.2016. Bulletin No. 31 (in Russian) [Семенов Р.М., Кашковский В.В., Лопатин М.Н. Способ гидрогеохимического определения времени возникновения землетрясений в Южном Прибайкалье. Патент на изобретение RU № 2 601 403 C2. Федеральная служба по интеллектуальной собственности. Опубликовано 10.11.2016. Бюл. № 31].

5. Semenov R.M., Smekalin O.P., 2011. The large earthquake of 27 August 2008 in Lake Baikal and its precursors. Russian Geology and Geophysics 52 (4), 405–410. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2011.03.003.

6. Shreiner L.A., Petrova O.P., Yakushev V.P., Portnova A.T., Sadilenko K.M., Klochko N.A., Pavlova N.N., Balandin P.S., Spivak A.I., 1958. Mechanical and Abrasive Properties of Rocks. Gostoptekhizdat, Moscow, 201 p. (in Russian) [Шрейнер Л.А., Петрова О.П., Якушев В.П., Портнова А.Т., Садиленко К.М., Клочко Н.А., Павлова Н.Н., Баландин П.С., Спивак А.И. Механические и абразивные свойства горных пород. М.: Гостоптехиздат, 1958. 201 с.].

7. Sobolev G.A., 1993. Fundamentals of Earthquake Prediction. Nauka, Moscow, 313 p. (in Russian) [Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука, 1993. 313 с.].

8. Sobolev G.A., Kol’tsov A.V., 1988. Large-Scale Modeling of Earthquake Preparation and Precursors. Nauka, Moscow, 203 p. (in Russian) [Соболев Г.А., Кольцов А.В. Крупномасштабное моделирование подготовки и предвестников землетрясений. М.: Наука, 1988. 203 с.].

9. Ulomov V.I., Mavashev B.Z., 1967. About a precursor of a strong tectonic earthquake. Doklady AN SSSR 176 (2), 319–321 (in Russian) [Уломов В.И., Мавашев Б.З. О предвестнике сильного тектонического землетрясения // Доклады АН СССР. 1967. Т. 176. № 2. С. 319–321].

10. Vartanyan G.S., 2000. Fluids, Geodynamic Filtration, and Formation of Fracture Permeability in the Course of Sediment Subsidence. Geology, Exploration, and Appraisal of Fuel Deposits. Issue 6. Geoinformmark, Moscow, 33 p. (in Russian) [Вартанян Г.С. Флюидосфера, геодинамическая фильтрация и формирование трещинной проницаемости в ходе погружения осадочных толщ. Геология, методы поисков, разведки и оценки месторождений топливно-энергетического сырья. № 6. М.: Геоинформмарк, 2000. 33 с.].

11. Vinogradov S.D., 1989. Acoustic Method in Studies in Earthquake Physics. Nauka, Moscow, 177 p. (in Russian) [Виноградов С.Д. Акустический метод в исследованиях в физике землетрясений. М.: Наука, 1989. 177 с.].

12. Zaslavsky B.V., 1986. Short Course of Resistance of Materials. Mashinostroenie, Moscow, 328 p. (in Russian) [Заславский Б.В. Краткий курс сопротивления материалов. М.: Машиностроение, 1986. 328 с.].