Турция – страна, известная своей уникальной географией, соединяющая континенты и культуры. Она также объединяет несколько тектонических плит, включая Евразийскую, Африканскую и Аравийскую через Анатолийскую плиту [Bommer et al., 2002], которая находится на ее территории. В результате взаимодействия Анатолийской плиты со всеми окружающими плитами образуется активный сейсмический регион, который охватывает большую часть Турции.

Кинематика Анатолии (рис. 1, а) и ближайшего окружения представляет интерес для многих исследователей из-за разнообразия ее тектонического строения, связанного с твердотельным вращением, коллизией и субдукцией континентальной плиты, крупными сдвиговыми и надвиговыми разломами, сжатием и растяжением [Barka, Kadinsky-Cade, 1988; Sengör et al., 1985].

Анатолия ограничена Северо-Анатолийской зоной разломов (САРЗ) на севере, Восточно-Анатолийской зоной разломов (ВАРЗ) на востоке, а также Греческой и Кипрской дугами на юге, где сходятся Аравийская, Африканская и Евразийская плиты. ВАРЗ очерчивает границу между Аравийской и Анатолийской плитами и представляет собой зону разломов протяженностью 600 км в юго-восточном простирании между Карлиовой (район провинции Бингёль в Турции) на севере и Кахраманмараш (провинция и город в Турции) на юге [Arpat, Saraglu, 1972; Westaway, 1994; McKenzie, 1972]. Ее часто считают продолжением системы разломов на севере Мертвого моря, где субдукция Африканской плиты под Анатолию и дифференциальное движение Аравийской плиты по отношению к Африканской плите являются главными приводящими механизмами. Вместе с САРЗ система ВАРЗ является одной из самых активных систем трансформных разломов в Турции.

Неотектонику Турции определяют три основных элемента [Bozkurt, 2001]:

Кроме того, важную роль играет центральная зона разлома Мертвого моря.

ВАРЗ является второй крупной системой разломов в Турции после САРЗ. В отличие от САРЗ, в которой произошло 11 крупных землетрясений за последние ∼75 лет, ВАРЗ была относительно спокойной в течение того же периода времени, хотя исторические записи показывают, что ВАРЗ может вызывать сильные землетрясения [Ambraseys, 1989]. Скорости смещения разломов по ВАРЗ не были подробно изучены и не получили достаточной количественной оценки при определении сейсмического риска [Gunes, 2015]. Возможно, это связано с относительно низкой сейсмичностью и медленными скоростями проскальзывания ВАРЗ по отношению к САРЗ [Aktug et al., 2016].

В зонах разломов САРЗ и ВАРЗ уже в инструментальный период Турция пережила несколько сильных землетрясений (M>7.0). Наиболее значительным среди них было землетрясение в Коджаэли (провинция Турции с центром в г. Измит) (17.08.1999 г., Mw=7.4), а самым последним перед событиями 2023 г. – землетрясение в Ване (23.10.2011 г., Mw=7.2) [Erdik et al., 2012].

Наиболее заметными землетрясениями ВАРЗ являются Бингёль (город в Турции) (22.05.1971 г., Mw=6.6) и Сюргю (разлом в провинции Малатья, Турция) (05.05.1986 г., Mw=6.1). Данные о крупных исторических доинструментальных землетрясениях, которые произошли с 1503 по 1975 г. вдоль ВАРЗ, приведены в работе [Ambraseys, 1989]. Среди них землетрясения 1874 г. (M=7.1) и 1875 г. (M=6.7) у оз. Хазар, а также землетрясение 1513 г. (M=7.4) возле Гёльбаши (рис. 1, б).

ВАРЗ представляет собой преимущественно сдвиговую систему разломов с хорошо наблюдаемыми бассейнами растяжения, включая бассейны озер Гёльбаши и Хазар [Bozkurt, 2001]. Существуют разные точки зрения на вопрос – когда началось поднятие Восточно-Анатолийского плато. В работах [Dewey et al., 1986; Sengör, Kidd, 1979] указывается, что оно началось около 13 млн лет назад, сразу после столкновения Аравийской и Анатолийской плит. В работе [Robertson, 2000] выдвинуто предположение, что коллизия началась еще в раннем миоцене (16–23 млн лет назад). Время столкновения колеблется от 65 млн лет [Berberian, King, 1981] до 40 млн лет [Hempton, 1987], от 16–23 млн лет [Robertson, 2000] до 5 млн лет [Philip et al., 1989]. По сейсмическим данным утолщение земной коры в результате коллизии достигает ~45 км [Sandvol et al., 2003; Zor et al., 2003], также наблюдается утончение земной коры примерно с 44 км на севере до 36 км на юге. Средняя мощность земной коры вдоль ВАРЗ была оценена в работе [Gök et al., 2007] в 36 км.

Время начала сдвига ВАРЗ все еще обсуждается и колеблется между 1.8 и 12 млн лет назад [Arpat, Saraglu, 1972; Hempton, 1987; Lybéris et al., 1992; Yürür, Chorowicz, 1998]. Сравнение скорости геологического смещения со скоростью GPS, выполненное в работе [Reilinger et al., 1997], позволило предположить, что начало сдвига относится к эпохе плиоцена (4–5 млн лет назад). Оценки возраста отдельных сегментов раломов колеблются от 3–5 млн лет до позднего эоцена [Jaffey, Robertson, 2001; Westaway, Arger, 2001; Allen et al., 2004].

Во многих работах также обсуждается сегментация ВАРЗ [Barka, Kadinsky-Cade, 1988; Saroglu et al., 1992; Hempton et al., 1981; и др.]. В последних классификациях геометрии сегментов ВАРЗ делится на 11 сегментов [Herece, 2008] и на 7 сегментов [Duman, Emrе, 2013]. Семисегментная геометрия [Duman, Emre, 2013] кажется наиболее полной и усовершенствованной моделью на сегодняшний день.

Различается не только геологическое время столкновения Аравийской и Анатолийской плит, но также оценка общего геологического смещения по ВАРЗ: 15–22 км [Hempton, 1985], 22–27 км [Arpat, Saraglu, 1972], 22 км [Dewey et al., 1986] и 27–33 км [Allen et al., 2004]. Геологические данные предполагают скорость смещения 6–10 мм/год, исходя из смещения 35–40 км [Westaway, Arger, 1996]. Бассейн оз. Хазар часто используется для оценки общего смещения. Общее геологическое смещение по бассейну оз. Хазар оценивается в пределах от 9 до 27 км [Arpat, Saraglu, 1972].

Сложная геологическая обстановка и относительно низкая сейсмичность не позволяют точно определить историю затишья или интервалы повторения землетрясений в ВАРЗ. Оценки скорости проскальзывания, основанные по суммам кумулятивных сейсмических моментов, колеблются от 29 до 70 мм/год [Jackson, McKenzie, 1984, 1988; Taymaz, et al., 1991].

В работе [Aktug et al., 2016] были определены скорости смещения разломов на ВАРЗ с помощью геодезических наблюдений с высоким пространственным разрешением. Было отмечено, что скорость левого бокового скольжения ВАРЗ существенно различается между северной и южной частью Тюркоглу (рис. 1, б). Если на севере скорость скольжения почти постоянна (∼10 мм/год), то на юге она резко уменьшается до 4.5 мм/год. По сейсмическим данным наблюдается две хорошо известные сейсмические бреши на ВАРЗ [Aktug et al., 2016]: сегмент Палу-Синджик и сегмент Чэлихан-Тюркоглу (отмечены голубыми линиями на рис. 1, б). Определение вариаций скорости подвижки вдоль этих сегментов ВАРЗ имеет решающее значение для оценки сейсмического потенциала. В работе [Aktuq et al., 2016] установлено, что наибольшая скорость левостороннего скольжения составила 10.5±0.6 мм/год на участке Палу-Синчик. Поскольку последнее землетрясение на этом сегменте произошло в 1875 г., дефицит скольжения составляет 1.5 м и потенциально может вызвать землетрясение магнитудой 7.4, если весь сегмент разорвется одним событием. Второй сейсмический разрыв находится на участке между Чэлихан-Тюркоглу, который показывает скорость бокового смещения влево 10.3±0.7 мм/год. Последнее землетрясение на этом отрезке произошло в 1513 г. (рис. 1, б), оно имело дефицит подвижки 5.2 м. В статье [Aktug et al., 2016] отмечено, что даже если предположить, что землетрясение 1893 г. (M=7.1) произошло в пределах сегмента Чэлихан-Гольбаши, то этот участок все равно имеет очень высокий сейсмический потенциал для события с Mw=7.7. По сути, в работе [Aktug et al., 2016] был сделан прогноз места землетрясения и его силы.

6 февраля 2023 г. в 01:17 в области причленения Левантской зоны активных левых сдвигов (Трансформы Мертвого моря – DST) к Восточно-Анатолийской зоне активных левых сдвигов (район Шехиткамиль в Газиантепе) произошло Восточно-Анатолийское землетрясение с Mw=7.8, сильнейшее за последние 73 года не только в Турции, но и во всем Средиземноморье, на Ближнем и Среднем Востоке. В тот же день в 10:25 несколько севернее, в зоне активного разлома Чердак (в районе города Экинёзю, провинция Кахраманмараш), произошло землетрясение с Mw=7.5 [USGS…, 2023]. По данным [Global CMT Catalog, 2023] магнитуда этого события составила Mw=7.7. Эпицентры землетрясений отмечены синими звездочками на рис. 1, б [USGS…, 2023]. После землетрясений было зарегистрировано несколько тысяч повторных толчков с магнитудой самого сильного до Mw=6.7 [USGS…, 2023], по данным [Global CMT Catalog, 2023] – Mw=6.8 (рис. 1, б). Землетрясения, произошедшие 6 февраля 2023 г., вызвали новый научный интерес к этому региону.

Целью данной работы является анализ сейсмичности и оценка напряженно-деформированного состояния на основе применения метода СТД. Представлены результаты анализа сейсмического процесса в разные периоды времени, а также построены различные карты параметров СТД и проведено сравнение с ГНСС.

Для оценки напряженно-деформированного состояния исследуемой территории применялся метод СТД [Lukk, Yunga, 1979; Riznichenko, 1985; Yunga, 1990; и др.], который активно используется и в настоящее время [Lukk, Shevchenko, 2019; Lukk et al., 2015; и др.]. В работе также рассматривается параметр концентрации сейсмогенных разрывов KCP, представленный в работах [Sobolev, Zavyalov, 1980; Zavyalov, 2006].

В основе концепции неэкстенсивной статистической физики лежит понятие энтропии Тсаллиса Sq [Tsallis, 1988], являющейся обобщением энтропии Больцмана-Гиббса и часто использующейся для описания сложных динамических систем, которые демонстрируют эффекты памяти, масштабную инвариантность, фрактальность и дальнодействующие корреляции. Неэкстенсивная статистическая физика активно применяется в различных областях знаний, ее применение в сейсмологии описано в работах [Sotolongo-Costa, Posadas, 2004; Telesca, Chen, 2010; Vallianatos et al., 2014; Chelidze et al., 2018; и др.]. Параметр Тсаллиса q, по мнению многих авторов, можно использовать как меру стабильности активной тектонической зоны [Telesca, Chen, 2010; Vallianatos et al., 2014; Chelidze et al., 2018; и др.]. Резкое увеличение параметра q указывает на усиление взаимодействия между разломными блоками и их фрагментами и связано с отклонением их от равновесного состояния [Chelidze et al., 2018].

Каталог землетрясений. Для оценки количественного распределения сейсмических событий, параметра Тсаллиса q, параметра сейсмогенных разрывов KCP, интенсивности СТД был использован каталог землетрясений (более 300000) Регионального центра мониторинга землетрясений и цунами Обсерватории Кандилли и Института исследования землетрясений Университета Богазичи, Турция [B.U. KOERI-RTMC…, 2023]. Эпицентры землетрясений серыми точками показаны на рис. 2, I. На карту (и ниже на все карты) вынесены локальные и региональные разломы, полученные из Базы данных [Bachmanov et al., 2017]. Сейсмические события группируются вдоль разломных зон. На рис. 2, II, показаны эпицентры сильных землетрясений: темно-красными звездочками отмечены исторические события, которые произошли до 1900 г., красными – сильные землетрясения с 1900 г. по настоящее время, розовыми – землетрясения из [Ambraseys, 1989] и синими – землетрясения, произошедшие 6 февраля 2023 г. c Mw=7.8 и 7.5 [USGS…, 2023] (здесь и на рисунках ниже). Справа на рис. 2, II, представлен список землетрясений, произошедших на территории Турции до 1900 г. (24 события, отмечены звездочками темно-красного цвета), с указанием номера события, даты и магнитуды.

На рис. 2, I, справа представлены некоторые статистические характеристики каталога землетрясений: основную часть составляют слабые события с 1.5≤М≤3, которые произошли с 1900 по 2022 г. На рис. 2, Iб, показана гистограмма распределения землетрясений по годам начиная с 1970 г. До этого периода каталог включает несколько событий в год. Землетрясения в основном происходят на глубине 0–40 км (рис. 2, Iв). В некоторых областях глубина событий достигает 170 км. На рис. 3 представлены интегральные проекции землетрясений на вертикальную плоскость, которые позволяют увидеть более детальное распределение событий по глубине. Выполнены два разреза: в направлении запад – восток и север – юг. На карте красным цветом отмечены эпицентры землетрясений, которые происходили на глубине 50–170 км. Такие землетрясения локализованы в основном в западной части Турции (провинция Измир, ниже провинций Мигла и Анталия, в Средиземном море). На вертикальных проекциях наблюдается кучность землетрясений на глубине 10 и 30–33 км. Это может быть обусловлено трудностями при определении глубины землетрясений и привязкой их к глубине 10 км или связанной с границей Мохо (30–33 км).

На рис. 4 представлен график повторяемости землетрясений (рис. 4, а) и кумулятивные распределения Гутенберга – Рихтера (рис. 4, б). По кумулятивному распределению было получено уравнение линейной части (отмечено зеленой линией на графике, аппроксимация выполнена полиномами по методу наименьших квадратов). Уравнение регрессии представлено на фрагменте (б). Согласно полученным результатам, представительными в каталоге являются землетрясения с M≥2.5.

Для расчета сейсмотектонических деформаций использовался каталог фокальных механизмов (КФМ), собранный из трех источников: данные каталога СМТ [Global CMT Catalog, 2023], GEOFON (https://geofon.gfz-potsdam.de/) и KOERI [B.U. KOERI-RTMC…, 2023]. Первый источник включает в себя тензоры сейсмического момента для 554 землетрясений (1976–2023 гг.), второй и третий – параметры нодальных плоскостей 334 (2011–2023 гг.) и 327 (2015–2023 гг.) землетрясений соответственно.

При формировании итогового каталога за основу были выбраны землетрясения из каталога СМТ [Global CMT Catalog, 2023]. Каждый последующий источник сравнивался с первым, и из второго источника перед добавлением к первому исключались дублирующие события.

На рис. 5 представлены фокальные механизмы из КФМ. Цвет механизма соответствует типу подвижки в очаге (см. врезку к рис. 5). Тип подвижки определяется положением главных осей напряжений, которые характеризуются углом простирания (azimuth) и углом погружения (plunge).

На рис. 6, а, представлены некоторые статистические характеристики КФМ: основную часть каталога составляют события с 4≤М≤5.5 (рис. 6, а, сверху), которые произошли с 1976 по 2023 г. (рис. 6, а, центральная часть). Наиболее представительными являются данные последнего десятилетия. Максимальное число событий произошло на глубине 10 км (рис. 6, а, снизу).

Для КФМ также построены проекции землетрясений на вертикальную плоскость по двум разрезам (рис. 6, б), цвет положения землетрясения зависит от типа подвижки (соответствует легенде на рис. 6, б). Построения позволяют отметить глубины, на которых происходят землетрясения с тем или иным типом подвижки. В восточной части Турции горизонтальный сдвиг, сбросы и взбросы происходят на глубине 0–35 км. В западной части Турции горизонтальный сдвиг и сбросы происходят до глубины ~40 км, для взбросов максимальная глубина составляет 60 км. Для глубокофокусных землетрясений характерны взрезы и взбросо-сдвиги.

Высокая сейсмичность и сильные землетрясения (см. рис. 2) указывают на активные геодинамические процессы, протекающие на территории Турции. Для того чтобы оценить некоторые их характеристики, были построены площадные распределения сейсмической активности (количество землетрясений, происходящих в год на единице площади), интенсивности СТД, IƩ, параметра сейсмогенных разрывов KСР и параметра Тсаллиса q.

Расчет вышеперечисленных параметров на исследуемой территории выполнялся для каждой ячейки размером 1×1°, сдвиг 1°. При расчете рассматривалась представительная часть каталога.

На рис. 7 представлено распределение количества землетрясений в год на исследуемой территории. Максимальное число соответствует ячейкам с центром 27.5° в.д. и 39.5° с.ш. и 29.5° в.д. и 39.5° с.ш. (провинция Балыкесир, западная часть Турции). Согласно [List…, 2023] в этой области произошло девять землетрясений с М≥6, в том числе Айвалыкское землетрясение, произошедшее 18 ноября 1919 г. с M=7 [List…, 2023]. Темно-зеленым цветом на рис. 7 показаны ячейки, в которых происходит более 20 землетрясений в год. Высокий уровень сейсмичности характерен для западной части Турции. На этой территории наблюдается плотная сетка разломов, значительная часть которых, согласно [Emre et al., 2013], являются активными. Также высокой сейсмичностью сопровождаются САРЗ и ВАРЗ.

На врезке рис. 7 показана карта сейсмического риска для территории Турции [Gunes, 2015]. Область активной сейсмичности повторяет форму территории с высокой степенью риска (отмечена красным цветом на врезке). Звездочками на карте обозначены эпицентры землетрясений с М≥7 из каталога землетрясений (1900–2022 гг.), большая часть расположена в западной части Турции и вдоль САРЗ. Несмотря на высокую сейсмичность вдоль ВАРЗ (см. рис. 2, I), на ее территории, согласно каталогу землетрясений за период 1900–2022 гг., не происходили землетрясения с М≥7. На рис. 1, б, показаны исторические доинструментальные землетрясения [Ambraseys, 1989], а на рис. 2, II, показаны землетрясения из [List…, 2023], которые происходили в ее северной части с M≥6. Землетрясения, произошедшие 6 февраля 2023 г. в южной части ВАРЗ, – единственные землетрясения такой магнитуды.

В связи с землетрясениями, произошедшими 6 февраля 2023 г., вызывает интерес оценка сейсмического режима в западной и восточной части Турции в ближайшие десятилетия. Количественный анализ сейсмичности выполнен для двух областей: западной (35–42° с.ш. – 26–35° в.д.) и восточной части Турции (35–42° с.ш. – 35–45° в.д.), граница проходит по 35-му меридиану. В восточной части отдельно рассматривается область землетрясений 6 февраля 2023 г. (35–39° с.ш. – 36–39° в.д.). Границы рассматриваемых областей отмечены на рис. 8 бирюзовым цветом. Количественный анализ проведен для двух временных периодов: 1997–2009 гг. (13 лет) и 2010–2022 гг. (13 лет). Для каждой области рассчитывались следующие характеристики: количество землетрясений за весь период, среднее количество землетрясений в год, среднее количество землетрясений в год в ячейке (1×1°), количество землетрясений с M<4 и с М≥4. Перечисленные характеристики рассчитывались как по всему каталогу, так и по его представительной части. При рассмотрении всего каталога рассчитывалось количество землетрясений с M<3 и с М≥3, так как полный каталог включает землетрясения малых магнитуд. Полученные результаты представлены в табл. 1.

На основании данных в таблице можно отметить следующее.

Весь каталог, период 1997–2009 гг.:

Период 2010–2022 гг.:

Представительная часть каталога, период 1997–2009 гг.:

Период 2010–2022 гг.:

Наряду с общим количеством землетрясений по рассматриваемым областям рассчитывались гистограммы распределения землетрясений по годам за указанные выше периоды. Полученные результаты представлены на рис. 9. По всем трем областям наблюдается значительное увеличение количества землетрясений в период с 2010 по 2022 г. по сравнению с периодом 1997–2009 гг. Такое увеличение количества землетрясений может быть связано как с изменениями геодинамического режима, так и с увеличением количества сейсмических станций, которые повысили регистрационные возможности сети. На рис. 8, а, представлено положение 111 станций сети, которые по данным [B.U. KOERI-RTMC…, 2023] работали или были установлены на исследуемой территории в указанный период. На рис. 8, б, показаны станции, которые уже работали (111 станций, 1997–2009 гг.) или установлены на исследуемой территории с 2010 по 2020 г. (148 станций). Во второй рассматриваемый временной период значительно увеличилось количество сейсмических станций в крайней западной части Турции. Плотность станций в центральной и восточной части увеличилось незначительно. Это позволяет сделать предположение о том, что существенный рост землетрясений в период с 2010 по 2022 г. по сравнению с периодом с 1997 по 2009 г. можно связать и с изменением геодинамической обстановки.

Параметр Тсаллиса, рассчитанный для всего каталога, имеет значение q=1.52, что согласуется с его значениями, полученными для других сейсмоактивных регионов [Silva et al., 2006; Telesca, Chen, 2010; и др.]. Более того, все значения q, полученные для разных сейсмоактивных регионов мира, составляют ≈1.5–1.7, что свидетельствует об универсальности этой постоянной [Posadas, Sotolongo-Costa, 2023]. Площадное распределение этого параметра позволяет оценить стабильность активной тектонической зоны и ее составляющих областей (рис. 10, б). Несмотря на высокую сейсмичность значительной части территории Турции, отмечается неоднородность исследуемого параметра. Его минимальное значение составляет 0.95, максимальное – 1.63. Основная часть областей, где произошли сильные землетрясения с М≥7 (красные звездочки), характеризуется значением параметра Тсаллиса q≥1.56, что указывает на нестабильное состояние этих территорий. Активный сейсмический процесс продолжается, и сейсмогенерирующие зоны еще не вернулись в состояние относительного равновесия. Примечательной является область будущих землетрясений 6 февраля 2023 г. Для этой области значение параметра Тсаллиса имеет q=1.4 (ниже, чем для всего каталога, q=1.52). Такое значение q наблюдается только в асейсмичной части Анатолийской плиты. Если рассматривать ВАРЗ, то выше области будущих землетрясений значение параметра Тсаллиса q>1.5, что также характеризует ее как сейсмически активную (в этой части происходили землетрясения с М>6, см. рис. 2, II), в которой происходит разгрузка напряжений. Более низкое значение параметра q в области будущих землетрясений может означать отсутствие активной разгрузки и накопление напряжений, связанное с движением Аравийской плиты на северо-запад (см. рис. 1, а). Как отмечено в статье [Aktug et al., 2016], этот участок имеет очень высокий сейсмический потенциал.

Интенсивность СТД. Интенсивность СТД рассчитана на основе КФМ. В список анализируемых событий включены землетрясения, произошедшие 6 февраля 2023 г. и их афтершоки (всего 50 событий). Распределение логарифма интенсивности СТД на исследуемой территории с учетом 2023 г. и без него представлено на рис. 11. В табл. 2 показаны значения интенсивности СТД, полученные по всему каталогу землетрясений, и интенсивность СТД в области землетрясений 6 февраля 2023 г. До 2023 г. максимальное значение интенсивности СТД (6.8⋅10–7 год–1) приходится на провинцию Коджаэли, где 17 августа 1999 г. произошло катастрофическое землетрясение с МW=7.6 (рис. 11, а). После землетрясений 6 февраля 2023 г. максимум проявляется в провинции Газиантеп (рис. 11, б, 1.34×10–6 год–1), до землетрясений интенсивность СТД в этой области имела порядок 10–9 год–1 (табл. 2).

Интенсивность СТД является количественной характеристикой. Зная магнитуду землетрясения, можно рассчитать значение скалярного сейсмического момента. Расчет интенсивности СТД выполняется суммированием скалярных сейсмических моментов в пределах каждой области согласно [Lukk, Yunga, 1979]. Это дает возможность для ее расчета использовать данные из каталога землетрясений. Распределение «фоновой» интенсивности СТД для двух рассматриваемых периодов: 1997–2009 гг. и 2020–2022 гг., рассчитанное на основе анализа сейсмических событий с 2.5≤М<6.0 из каталога землетрясений, представлено на рис. 12. В этой же таблице представлены результаты, полученные по всему каталогу землетрясений.

Фоновая интенсивность СТД в области землетрясений 6 февраля 2023 г. (провинция Газиантеп) за весь период наблюдений имеет значение 1.8⋅10–10 год–1, за период 1997–2009 гг. – 1.5⋅10–10 год–1 и за последний период наблюдений (2010–2022 гг.) – 7.4⋅10–10год–1. Все эти значения ниже, чем среднее значение интенсивности СТД для исследуемой территории за те же периоды. Только в последнее десятилетие наблюдается незначительное повышение интенсивности СТД на полпорядка.

В работах [Sobolev, Zavyalov, 1980; Zavyalov, 2006] параметр концентрации сейсмогенных разрывов, KCP, используется с целью прогноза землетрясений. В данной работе использование этого параметра обусловлено тем, что он может отражать две предыдущие характеристики вместе, так как в расчете этого параметра участвует как количество землетрясений, происходящих в объеме, так и класс (или магнитуда) землетрясения. На рис. 13 представлено распределение KCP. Синий цвет на карте соответствует низкому значению исследуемого параметра (легенда к рис. 13), что указывает на высокое значение концентрации трещин (сейсмогенных разрывов).

Параметр концентрации сейсмогенных разрывов KСР по своей природе носит кумулятивный характер и определяет условие неустойчивости. Чем ниже его значение, тем выше неустойчивость процесса деформации. Значение KСР для ячейки, где произошли февральские землетрясения, выше, чем в областях расположения землетрясений с М≥7, и выше, чем в северной части ВАРЗ, где происходили сильные события, что может указывать на отсутствие достаточной разгрузки напряжений (сейсмических разрывов) в этой части ВАРЗ.

При расчете СТД геоструктурная область подразделяется на элементарные подобласти с радиусом r=0.5°, центры которых размещаются в узлах (узловые точки) сетки с шагом 0.5° (~50 км), что обеспечивает сглаживание данных. Область с r=0.5° также может потенциально представлять собой зону подготовки сильного землетрясения (диаметр 100 км).

На рис. 14 представлена карта СТД. Ориентация прямоугольника и стрелок на горизонтальной поверхности позволяет судить соответственно об азимутальном направлении осей укорочения и удлинения. Цвет значка означает режим СТД (справа от карты представлены режимы СТД согласно схеме классификации [Yunga, 1997], а снизу – название режимов деформации).

На территории Турции можно отметить разнообразие режимов СТД. В прибрежной западной части Турции, в области, расположенной полукругом (по форме береговой линии), наблюдается режим горизонтального сдвига, который при движении на восток сменяется режимом транстенсии, для юго-западной части характерен режим растяжения. В центральной части Анатолийской плиты расположена сейсмичная зона, вытянутая с юга на север, которая характеризуется режимом горизонтального сдвига. На севере, вдоль Северо-Анатолийского разлома, есть локальные области с режимом транстенсии и переходным режимом от вертикального сдвига к растяжению. Область, включающая оз. Ван и ближайшее окружение, характеризуется режимом транспрессии. Южная часть ВАРЗ характеризуется режимом транстенсии, а в центральной и северной ее части проявляется режим горизонтального сдвига. Положение эпицентров землетрясений, произошедших 6 февраля 2023 г., совпадает с северо-восточной границей области, расположенной в южной части ВАРЗ с режимом транстенсии. В крайней восточной части Турции оси укорочения имеют северное направление. Вдоль ВАРЗ направление осей укорочения – северо-северо-восточное. Северная часть Турции характеризуется северо-западным направлением осей укорочения, которое меняется на субширотное в западной части.

Для сравнения результатов, полученных методом СТД, приведены результаты расчета поля скорости деформации, выполненные в работе [Gülal et al., 2013] для сейсмически активной зоны разлома Фетхие-Бурдур (ФБРЗ). Юго-Западная Анатолия, включая зону ФБРЗ, контролируется 44 станциями ГНСС, состоящими из 16 постоянных и 28 агитационных станций. Измерения были проведены путем объединения наблюдений за период с 2003 по 2006 г. [Erdogan et al., 2009] с новыми наблюдениями за 2009 и 2010 гг. На рис. 15 приведена карта СТД (рис. 15, а) и поле скорости горизонтальной деформации (рис. 15, б) [Gülal et al., 2013]; для обеих карт синим цветом обозначено направление оси удлинения, красным – направление оси укорочения. Отсутствие численных данных по ГНСС измерениям не позволяет выполнить количественную оценку согласованности направлений осей укорочения и удлинения по сейсмическим (СТД) и ГНСС-данным. Визуальное сравнение направлений осей укорочения и удлинения в областях, где модели деформации представлены по двум методам, позволяет отметить хорошую согласованность.

Для понимания кинематики Анатолийской плиты в работе [Aktug et al., 2016] выполнено определение скорости проскальзывания в ВАРЗ. В этом исследовании новые ГНСС-данные были собраны, проанализированы и объединены с уже известными скоростями, опубликованными в работах, что позволило сформировать наиболее полный набор данных ГНСС, охватывающий ВАРЗ.

На рис. 16 приведена карта СТД и поле скоростей, полученное в работе [Aktug et al., 2016]. На рис. 16, а, красными звездочками отмечены эпицентры землетрясений, которые произошли 6 февраля 2023 г., и населенные пункты, отмеченные в работе [Aktug et al., 2016] как опасные участки. В области будущих землетрясений наблюдаются более низкие скорости по данным ГНСС, чем севернее по ВАРЗ; по данным СТД в этой области проявляется режим транстенсии, а выше расположения провинции Синджик ВАРЗ характеризуется режимом горизонтального сдвига. Февральские землетрясения произошли на стыке смены одного режима деформации другим.

Распределение коэффициента Лоде – Надаи представлено на рис. 17, а. Согласно легенде значительная часть территории Турции характеризуется режимом чистого сдвига (–0.2≤με≤+0.2) и преобладания простого растяжения (–0.6<με<–0.2). Режимом простого сжатия (0.6≤με≤1) характеризуются две небольшие области: одна находится в районе оз. Ван, другая – в западной части Турции вдоль ФБРЗ. Область, где 6 февраля 2023 г. произошли крупные землетрясения, характеризуется режимом преобладания простого растяжения.

Вертикальная компонента, которая визуально не отражается на картах направленности СТД, позволяет оценить изменение высоты рельефа. На большей части исследуемой территории она имеет отрицательное значение (опускание) или равна нулю, за исключением небольшой области, расположенной в окружении оз. Ван (восточная часть Турции) (рис. 17, б). В зоне рассматриваемых землетрясений 6 февраля 2023 г. (отмечены красными звездочками) происходит опускание земной коры.

На основе сейсмических данных и данных по фокальным механизмам землетрясений проведен анализ сейсмичности и напряженно-деформированного состояния земной коры территории Турции. По кумулятивному распределению Гутенберга – Рихтера представительными в каталоге землетрясений являются события с M≥2.5. Величина b-value составляет 0.87. По интегральным проекциям на вертикальную плоскость установлено, что землетрясения на исследуемой территории происходят на глубине 0–170 км, сейсмоактивный слой – 0–40 км, глубокофокусные землетрясения происходят в районе провинции Измир (выход к Эгейскому морю) и в прибрежных зонах Средиземного моря, граничащих с провинциями Мигла и Анталия. Максимальное число землетрясений в год происходит в провинции Баликесир (западная часть Турции). В период с 1997 по 2009 г. в западной части Турции произошло 75 % землетрясений, а в восточной части – 25 % соответственно. В период с 2010 по 2022 г. произошло увеличение числа землетрясений в восточной части до 38 %.

Параметр Тсаллиса, рассчитанный по каталогу землетрясений, составляет 1.52 и согласуется со значениями, полученными для других сейсмоактивных регионов. Значение этого параметра в зоне землетрясений 6 февраля 2023 г. составило 1.4 (ниже, чем для всего каталога и для сейсмоактивных регионов), что указывает на отсутствие разгрузки напряжений в данной области до разрушительных событий 6 февраля 2023 г. Значение параметра KСР для области, где впоследствии произошли февральские землетрясения, выше, чем в областях расположения эпицентров землетрясений с М≥7, и выше, чем в северной части ВАРЗ, где происходили сильные события, что также указывает на отсутствие достаточной разгрузки напряжений (сейсмических разрывов) в этой части ВАРЗ. Среднее значение фоновой интенсивности СТД территории Турции за весь период (1900–2022 гг.) наблюдений составляет 5.8⋅10–10 год–1, в области будущих землетрясений 6 февраля 2023 г. интенсивность СТД ниже на полпорядка – 1.8⋅10–10 год–1. В период с 1997 по 2009 г. интенсивность СТД в этой области составляет 1.5⋅10–10 год–1 (ниже, чем за весь период), а с 2010 по 2022 г. – 7.4⋅10–10 год–1 (выше предыдущего периода на полпорядка). Интенсивность СТД в области землетрясений 6 февраля 2023 г., с учетом этих землетрясений, составляет 1.34⋅10–6 год–1. На основе классификации режимов СТД построена карта СТД: наблюдается разнообразие режимов СТД: горизонтальный сдвиг (восточная и центральная часть Турции), транстенсия (южная часть ВАРЗ и прибрежная западная часть Турции), растяжение (юго-западная часть Турции), транспрессия (район расположения оз. Ван). Сравнение деформационных моделей для разлома Фетхие-Бурдур по методу СТД и ГНСС-данным показало хорошую совместимость направлений осей удлинения и укорочения. Значительная часть территории Турции характеризуется режимом простого сдвига, западная часть испытывает деформацию с преобладанием простого растяжения, а в окрестности оз. Ван происходит деформация с преобладанием простого сжатия. Западная часть Турции, а также южная часть ВАРЗ испытывают опускание территории, а область расположения оз. Ван – воздымание.

Автор заявляет об отсутствии какого-либо конфликта интересов. Автор прочел и одобрил финальную версию перед публикацией.

The author has no conflicts of interest to declare. The author read and approved the final manuscript.