Embed Size (px)
Citation preview
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ
ФИЗИКИ ЗЕМЛИ ИМ. О.Ю. ШМИДТА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
На правах рукописи
Родина Светлана Николаевна
КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ И
СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ ОЦЕНКИ СЕЙСМИЧЕСКОЙ
ОПАСНОСТИ И ПРОГНОЗА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
Специальность 25.00.03 – «Геотектоника и геодинамика»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических
наук
Москва 2013
2
Работа выполнена в Институте физики Земли им.О.Ю.Шмидта Российской академии
наук (ИФЗ РАН) г. Москва.
Научный руководитель:
доктор геолого-минералогических наук,
профессор, заместитель директора по науке
Рогожин Евгений Александрович
Официальные оппоненты:
Зайцев Владимир Александрович,
кандидат геолого-минералогических наук,
заведующий лабораторией Исследования геокатастроф
Московский государственный университет им. М. В.
Ломоносова
Кособоков Владимир Григорьевич,
доктор физико-математических наук,
главный научный сотрудник,
Институт теории прогноза землетрясений и
математической геофизики РАН
Ведущая организация:
Федеральное государственное бюджетное учреждение
науки Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН
Защита состоится «23» января 2014 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета
Д 002.001.01 при Федеральном бюджетном учреждении науки Институте физики Земли им.
О.Ю. Шмидта Российской академии наук по адресу: 123995, г. Москва, ул. Большая
Грузинская, д. 10, стр. 1, конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФЗ РАН.
Автореферат разослан «___»______ 2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор физ.-мат. наук О.Г. Онищенко
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Изучение опасных природных явлений остается одной из
сложнейших и востребованных научных задач. Землетрясения относятся к числу наиболее
опасных природных катастроф, часто влекущих за собой многочисленные человеческие
жертвы, разрушение зданий и сооружений вследствие колебаний и огромные экономические
потери. Цунами, оползни и наводнения также часто являются их следствием.
Оценка сейсмической опасности и сейсмический прогноз являются приоритетными
научными задачами в области наук о Земле. В настоящее время накоплен огромный опыт по
изучению геодинамических обстановок Северной Евразии, которые характеризуются
различными специфическими очаговыми зонами. К тому же накоплены теоретические и
эмпирические материалы по развитию сейсмического процесса в очаговой области, которые
сопровождаются различными предвестниками. На базе этого становится возможным
мониторинг созревания потенциальных сейсмоопасных зон. Таким образом, комплексный
подход имеет огромные перспективы для решения проблемы прогнозирования землетрясений
[Потенциальные…, 2011].
Е.А. Рогожиным, В.Н. Страховым, С.Л. Юнгой, А.И. Захаровой и А.И. Лутиковым в
конце прошлого века была предложена комплексная методология прогноза, которая включает в
себя совместную и последовательную интерпретацию различных предвестников на разных
этапах созревания сейсмического очага. Эта методика была опробована на активной
континентальной окраине западной части Тихого океана [Рогожин и др., 1999б, 2001, 2003].
Комплексный подход можно разделить на несколько ключевых этапов:
1. Детальное сейсмотектоническое районирование на основе внерегионального
анализа с использованием комплекса геолого-геофизических и сейсмологических данных,
которое позволяет картировать потенциальные сейсмические очаги, а также оценить
максимальную прогнозируемую магнитуду землетрясений региона.
2. Мониторинг долгосрочных сейсмологических предвестников (длительностью 10-
12 лет), который включает в себя наблюдение за удаленными глубокофокусными
землетрясениями (форшоками в широком смысле) с целью оконтуривания области
ожидаемого сильного корового землетрясения в пространстве и временных рамках.
3. Мониторинг среднесрочных предвестников (длительностью 3-5 лет),
включающий в себя наблюдение и анализ изменений характеристик сейсмического режима
потенциальных опасных зон, выделенных на втором этапе.
4. Мониторинг краткосрочных предвестников (длительностью 1 год-месяцы),
который заключается в выявлении сейсмологических, электромагнитных, электрических и
гидрогеологических предвестников в режиме близком к реальному времени с целью
выявления места и времени будущего землетрясения.
Особое место занимает прогнозирование времени и магнитуды сильных повторных
толчков в эпицентральных зонах произошедших катастрофических землетрясений.
Цель и задачи работы. Целью работы является изучение проявления сейсмической
активности на различных этапах развития сейсмического процесса в некоторых регионах.
В рамках исследования были поставлены следующие задачи:
уточнить параметры долговременного сейсмического режима некоторых
территорий с использованием палеосейсмогеологических данных;
исследовать закономерностей проявления глубоких удаленных землетрясений,
как предвестников сильных коровых событий Курило-Камчатской дуги;
изучить временные и энергетические параметры афтершокового процесса
умеренных и сильных землетрясений Курило-Камчатского региона.
Научная новизна. На основе инструментальных и исторических данных далеко не
всегда удается получить представление о максимально возможной магнитуде землетрясений
отдельного региона. В таких случаях привлечение палеосейсмогеологических данных просто
необходимо для уточнения сейсмической опасности. Изучение разломов в траншеях широко
распространено в мире, но для оценки сейсмической опасности территории результаты этих
работ напрямую не используются [Annals…, 2001]. Е.А. Рогожиным и А.И. Захаровой было
4
предложено применять такого рода данные для восстановления долговременного
сейсмического режима [Захарова, Рогожин 2004б, 2005а; Рогожин и др. 2006]. Обобщение
сейсмологического и палеосейсмогеологического материала позволило впервые оценить
сейсмический режим на протяжении всего голоцена территорий северного Сахалина,
Монгольского Алтая и Корякского нагорья. Полученные материалы внесли существенный
вклад в представление о сейсмической опасности рассматриваемых регионов.
Исследования глубокофокусных землетрясений Охотского моря показали, что на базе
мониторинга количественной характеристики плотности пересечения проекций осей сжатия
глубокофокусных землетрясений, представляется возможным оконтурить потенциально
опасные зоны готовящихся сильных коровых землетрясений Курило-Камчатского региона с
предварительной оценкой магнитуды будущего события.
Впервые выявлена корреляционная связь между параметрами афтершокового процесса
(его продолжительностью во времени, высвободившегося суммарного скалярного
сейсмического момента всей афтершоковой последовательности) и магнитудой сильных и
умеренно сильных землетрясений Курило-Камчатского региона. В теоретическом плане
получена строгая оценка суммарного скалярного сейсмического момента афтершоков, которая
связана с магнитудой сильнейшего афтершока и параметрами графика повторяемости,
построенного по всей последовательности.
Защищаемые положения:
1. Сейсмический режим северного Сахалина, Монгольского Алтая и Корякского нагорья на
голоценовом этапе геологической истории оставался практически неизменным, о чем
свидетельствует прямолинейность графиков повторяемости землетрясений в каждом из
регионов.
2. Мониторинг параметра плотности пересечения проекций осей сжатия глубокофокусных
землетрясений позволяет оконтурить потенциально опасные зоны готовящихся сильных
коровых землетрясений Курило-Камчатской дуги и прогнозировать магнитуду будущего
события.
3. Установленная корреляционная связь между параметрами афтершокового процесса (его
продолжительностью во времени, высвободившегося суммарного скалярного
сейсмического момента) и магнитудой сильных и умеренно сильных землетрясений
является типичной для сейсмичности Курило-Камчатского региона.
Практическая значимость. Проведенные исследования связаны с изучением
закономерностей появления землетрясений в пространстве и во времени для некоторых
регионов.
Параметры сейсмического режима чрезвычайно важны для понимания активности
региона и построения карт сейсмического районирования. В связи с этим, обобщение
материалов, анализ и расчёты характеристик режима, а также выявление максимально
возможной магнитуды землетрясений является важной задачей для оценки реальной
сейсмической опасности различных территорий.
Методика анализа глубокофокусных землетрясений позволяет оконтуривать
потенциальные области готовящихся землетрясений, оценивать степень созревания очагов, а
также магнитуду готовящегося событий. Данный подход был использован при долгосрочном и
среднесрочном прогнозе землетрясений Курило-Камчатской дуги. На базе этого метода были
сделан успешный долгосрочный прогноз землетрясений Кроноцкого [Захарова, Рогожин, 1999],
Симуширских [Захарова, Рогожин, 2006] и Тохоку [Захарова, Рогожин, 2005б]. Развитие и
применение результатов данной методики в комплексе с другими предвестниками обеспечивает
повышение достоверности и обоснованности научных прогнозов.
Полученные корреляционные зависимости между параметрами афтершокового процесса
и магнитудой сильных землетрясений применяются при мониторинге хода афтершокового
процесса крупнейших землетрясений в Курило-Камчатском регионе и прогнозировании их
сильных повторных толчков. Информация такого рода важна для служб МЧС России при
проведении поисково-спасательных работ и операций по ликвидации последствий
землетрясений.
5
Материалы диссертации использованы в работе по проектам Программы
фундаментальных исследований президиума РАН № 4, по грантам РФФИ (№№ 11-05-00205,
11-05-92202, 13-05-91168, 11-05-02108) и по мероприятиям № 29 и № 31 федеральной целевой
программы “Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и
техногенного характера в Российской Федерации до 2015 года”.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и ее отдельные
части были представлены в виде докладов на конференциях и совещаниях: Шестая
международная сейсмологическая школа «Современные методы обработки и интерпретации
сейсмологических данных» (г. Апатиты, 2011); Исследования землетрясений в Восточной Азии:
землетрясения, цунами и вулканы в северо-восточной Азии: международное сотрудничество,
прогноз, подготовка и ранее предупреждение (г. Пекин, Китай, 2011); Проблемы
сейсмотектоники XVII Всероссийская конференция с международным участием (г. Москва,
2011); Научная конференция молодых учёных и аспирантов Института Физики Земли РАН (г.
Москва, 2012); Современная геодинамика Центральной Азии и опасные природные процессы:
результаты исследований на количественной основе (г. Иркутск, 2012); Международная
конференция «Геофизика – сотрудничество и устойчивое развитие» (г. Ханой, Вьетнам, 2012);
Научная конференция молодых ученых и аспирантов Института Физики Земли РАН (г. Москва,
2013); Генеральная Ассамблея Международной ассоциации по сейсмологии и физике земных
недр (г. Гетеборг, Швеция, 2013)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 5 в журналах,
рекомендованных ВАК.
Личный вклад автора. На основании составленных автором сводных каталогов
землетрясений территорий северного Сахалина, Монгольского Алтая, северной Камчатки и
собранных результатов палеосейсмогеологических исследований разных авторов, выполнено
обобщение и расчет характеристик сейсмического режима.
В ходе работы самостоятельно были составлены каталоги сильных землетрясений
Курило-Камчатской дуги и их афтершоковых последовательностей по выбранным критериям,
на базе которых определены временные и энергетические параметры процесса, установлены
взаимосвязи.
Автором подготовлены каталоги для работы с глубокофокусными землетрясениями.
Разработан и протестирован программный комплекс, с помощью которого проанализирована
взаимосвязь глубокой и коровой сейсмичности Курило-Камчатской дуги и задугового бассейна.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав и
заключения. Общий объем диссертации составляет 127 страниц, 56 рисунка, 17 таблиц. Список
литературы включает 145 наименований.
Благодарности. Автор искренне благодарит за сотрудничество, помощь и ценные
советы сотрудников ИФЗ РАН: А.И. Лутикова, Г.Ю. Донцову, М.С. Кучая, С.Л. Юнгу, Л.Б.
Славину, Л.И. Иогансон, А.Н. Овсюченко, С.С. Новикова, сотрудника ВГУ К.Ю. Силкина.
Также автор выражает благодарность А.Д. Завьялову и А.М. Корженкову за внимание к работе
и важные замечания.
Особую признательность автор выражает научному руководителю профессору, д.г.-м.н.
Е.А.Рогожину.
6
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во Введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность темы
диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, основные положения,
выносимые на защиту, отмечены научная новизна и практическая значимость полученных
результатов.
Первая глава «Сейсмический режим как основа для сейсмического
прогнозирования» содержит сведения об основных чертах геологического строения и
сейсмотектонике регионов; оценке сейсмической опасности; структуре очаговой области
крупных землетрясений, имевших место на изучаемой территории; данные
палеосейсмологических исследований, а также сведения о сейсмическом режиме
(пространственно-временное распределение эпицентров, графики повторяемости, сейсмическая
активность, распределение гипоцентров по глубине, данные о максимально возможных
магнитуда землетрясений) территорий северного Сахалина, Горного и Монгольского Алтая,
Корякского нагорья.
Сейсмический режим является показателем уровня сейсмической опасности и
сейсмической активности территории. Неполнота сейсмостатистического материала заставляет
нас для определения верхнего уровня сейсмической активности пользоваться
палеосейсмогеологическим методом, который основан на допущении, что сильнейшие
землетрясения далекого прошлого оставляют следы на дневной поверхности в виде
палеосейсмодислокаций.
В связи с сильнейшими землетрясениями, произошедшими в последние годы, на
территории северного Сахалина, Горного Алтая, а также Корякии были проведены
палеосейсмогеологические исследования методом тренчинга, т.е. изучения зон разломов в
траншеях.
Полученные в ходе этих исследований оценки возраста и силы событий позволяют
проникнуть в сейсмическую историю региона и оценить долговременный сейсмический режим.
В графическом виде его можно отобразить графиком повторяемости землетрясений.
Наращивание графика сильнейшими событиями глубокой древности по материалам
палеосейсмогеологических исследований дают возможность существенно его дополнить и
уточнить.
Рассмотрим более детально каждую из изучаемых областей.
Северный Сахалин
На карте ОСР-78 Сахалин считался зоной с умеренной активностью и относился к зоне
6-7-балльных сотрясений. Составители этой карты недооценили реальную сейсмическую
опасность территории. 27 мая 1995 г. на севере острова Сахалин произошло сильнейшее за всю
историю наблюдений коровое землетрясение с Мs = 7.6 (9-10 баллов). Главный толчок
сопровождался многочисленными афтершоками. Сейсмические колебания полностью
разрушили поселок нефтяников Нефтегорск и унесли жизни 2 тысяч людей.
Совместными усилиями ряда сейсмологических организаций была организована
международная эпицентральная экспедиция. Различные специалисты, как из России, так и из
Японии занимались изучением этого сильнейшего землетрясения, в результате чего в
последующие годы был пересмотрен уровень сейсмичности данной территории.
Из разных источников автором собраны и систематизированы
палеосейсмогеологические материалы. В результате тренчинга специалистами обнаружены
следы ранее неизвестных доисторических землетрясений магнитудой М =6.0, 7.0, 7.5 и 8.0
[Стрельцов, Рождественский, 1995; Булгаков и др., 2002; Рогожин и др., 2002; Кожурин и др.,
2009]. Для периода 1000 лет выявлены следы 10 землетрясений с М = 6.0 (включая толчки
инструментального периода); для отрезка времени 5000 лет установлено наличие четырех
сейсмических толчков с M = 7.0; для периода 10000 лет выявлено два сейсмических событий с
М = 7.5, для периода 40000 лет – два события с магнитудой около 8.
7
Изучение сейсмического режима базируется на представлении о его стабильности на
протяжении достаточно длительного интервала времени, измеряемого по меньшей мере
несколькими сотнями лет [Гамбурцев, 1955].
Для первого приближения к пониманию сейсмического режима график повторяемости
был рассчитан по инструментальным (до 1990 г.) и историческим (до 1924 г.) данным методом
ортогональной регрессии (рис. 1).
Полученному графику соответствует следующее уравнение:
lg(N/T)=(3.47±0.33)–(0.82±0.05)M, при Rс=0.989
Далее к инструментальным и историческим данным были добавлены результаты
полевых работ.
Рис. 1 График повторяемости землетрясений северного Сахалина. Красная линия – линия тренда по
инструментальным и историческим данным, черная – линия тренда по инструментальным,
историческим и палеосейсмогеологическим данным
Для графика повторяемости, рассчитанного в интервале М = 2.5–8.0 (рис. 1), решение
получено в виде:
lg(N/T)=(4.31±0.42)–(1.04±0.05)M, при Rс=0.990
При сравнении построенных графиков выявлено изменение среднего периода
повторяемости сильных событий, о чем говорит изменение наклона графика с –0.82 до –1.04.
Также следует отметить увеличение коэффициента корреляции с 0.989 до 0.990, что говорит о
хорошем соответствии сейсмологических и палеосейсмогеологических данных. Отскок точки
графика в районе магнитуды М=5.5±0.2 говорит о недостатке событий данной магнитуды, либо
недостаточным периодом представительных наблюдений. Это может быть связано с
особенностями палеосейсмогеологического метода, в результате применения которого сложно
выявить следы землетрясений с магнитудами M=5-5.5, в некоторых случаях 6.0 [Смекалин и др.,
2011].
Горный и Монгольский Алтай
Горный Алтай считался регионом с умеренным уровнем сейсмической активности.
Проведенные в середине 90-х гг. сейсмотектонические и палеосейсмогеологические
исследования в южных частях Горного Алтая показали ошибочность таких заключений
[Рейснер, Иогансон, 1996; Рогожин и др., 1999; Рогожин, Платонова, 2002]. Были обнаружены
свидетельства активных новейших и современных движений, активные геологические
8
нарушения [Hong et al., 2006] и сейсмодислокации нескольких неизвестных доисторических
сильнейших землетрясений (с реконструированной М=7-8), имевших место на протяжении
последних 9000 лет. Применение внерегионального анализа геолого-геофизических данных
позволило определить верхний предел сейсмического потенциала на уровне Mmax>8.0. Таким
образом, после проведения полного цикла сейсмотектонических методов представления о
сейсмическом потенциале и периоде повторения крупнейших землетрясений этой территории
были пересмотрены [Рейснер, 2004].
27 сентября 2003 г. в Чуйско-Курайской зоне произошло Алтайское землетрясение с
магнитудой 7.3 (сила в эпицентре 9 баллов), подтвердившее правильность результатов
палеосейсмогеологических исследований [Сильное…, 2004]. Существенных разрушений и
человеческих жертв сейсмический толчок не вызвал. Землетрясение сопровождалось
многочисленными афтершоками.
В процессе палеосейсмогеологических исследований до и после Алтайского
землетрясения было выяснено, что различные нарушения рельефа (активные сейсморазрывы,
обвалы и каменные лавины, подпрудные озера, оползни и разжижения грунта) возникали
неоднократно в короткие интервалы времени, иногда практически синхронно, в разных частях
исследованного района Горного Алтая в процессе его развития в голоцене [Рогожин,
Платонова, 2002; Рогожин и др.,2004].
Сильные сейсмические события, вызвавшие формирование палеосейсмодислокаций,
произошли примерно 230–300, 1000, 1700, 2300, 3500, 4500, 5200 и 8500 лет назад [Рогожин,
2010]. Период повторяемости в среднем составил 1400 лет между землетрясениями с
магнитудой около 7.0 и 2100 лет между событиями с магнитудой около 7.5. Полученную
периодичность нарушает отсутствие датировок сейсмодислокаций в интервале 8 – 5 тыс. лет
назад. Это, вероятно, объясняется неполнотой знаний о древних землетрясениях первой
половины голоцена. Короткий интервал между землетрясением, возникшим около 230–300 лет
назад и Алтайским землетрясением 2003 г. может быть объяснен разным уровнем их
магнитуды, различающимся практически на целую единицу.
Е.А. Рогожиным и А.И. Захаровой был рассмотрен сейсмический режим Горного Алтая
[Захарова, Рогожин, 2004]. При построении графика повторяемости рассматриваемой зоны
были учтены данные главного толчка сейсмического события 27 сентября 2003 г. и Урэг-
Нурское землетрясение 15.05.1970 г. с М=7.0, поскольку по результатам
палеосейсмологических наблюдений можно судить о периоде повторения событий такой
магнитуды.
Графику повторяемости землетрясений (рис.2) соответствует следующее уравнение:
Lg(N/T) = (3.89±0.21) – (0.98±0.02)M, Rс=0.997 (1.3)
Непосредственно к югу от Чуйско-Курайской зоны Горного Алтая располагается весьма
сейсмоактивная горно-складчатая система Монгольского Алтая [Тектоника…, 1974; Хилько и
др., 1978]. Здесь в историческое время произошло несколько сильнейших землетрясений с
магнитудой около 8 [Ge et al., 1996].
Были построены графики повторяемости методом ортогональной регрессии по
приведенной выше методике – сначала по инструментальным и историческим данным, а затем
добавлены результаты палеосейсмогеологических исследований (рис.3).
При сравнении полученных данных по западной части Монгольского Алтая выявлено
изменение наклона графика с –1.08 до –0.9, что несколько меняет повторяемость сильных
событий. Землетрясений с магнитудами M=6.5, 7.0, 7.5 не использовались для построения
графика в виду отсутствия данных о повторяемости таких событий. Вероятно, требуется
проведение дополнительных палеосейсмогеологических работы с целью обнаружения
исторических событий, в результате чего, можно будет сделать корректные выводы о
повторяемости землетрясений с магнитудами 6.5, 7.0, 7.5.
Сопоставление параметров графиков Горного и Монгольского Алтая показывают общее
сходство коэффициентов наклона.
9
Рис.2 График повторяемости землетрясений Чуйско-Курайской зоны в интервале М=3.0-
8.0 с учетом сведений об Алтайском землетрясении 2003 г. [Захарова, Рогожин, 2004]
Рис. 3 График повторяемости землетрясений Монгольского Алтая. Красная линия –
линия тренда по инструментальным и историческим данным, черная – линия тренда по
инструментальным, историческим и палеосейсмогеологическим данным
10
Корякия
До создания карт ОСР-97 этот район считался практически асейсмичным в виду
отсутствия сейсмических станций.
В 1991г. в районе поселка Хаилино произошло сильное землетрясение с магнитудой
Ms=7.0, вызвавшее сотрясения 7 баллов. В связи с этим возникла необходимость пересмотреть
оценки сейсмической опасности региона.
На картах ОСР-97 территория относится к зоне 7-8-балльных сотрясений. Однако, 20
апреля 2006 г. произошло сильнейшее за всю историю наблюдений землетрясение с магнитудой
МS=7.8 (9-10 баллов). Это событие показало реальный уровень сейсмической опасности и
указало на низкую степень изученности региона. В связи с этим отрядом ИФЗ были проведены
сейсмотектонические работы.
После детального картирования, тренчинга, отбора образцов и комплексного их
исследования группе ИФЗ удалось восстановить возраст пяти сильных сейсмических событий
(рис. 4) [Рогожин и др., 2008, 2009]. Древние землетрясения имеют следующие временные
рамки 7000-6000, 5700-5100, 3700-3500, 2500-2000 и 1000-600 лет назад. Период повторяемости
между событиями составляет около 1200-1500 лет. В ходе палеосейсмогеологических
исследований была оценена магнитуда землетрясений прошлого: первое из
реконструированных древних событий оценивается М=7.5, второе, третье и четвертое – M=7.0,
пятое – М=7.5. Полученные результаты о периодах повторяемости и магнитуде древних
толчков могут быть интерпретированы следующим образом: за 7 тысяч лет произошло два
землетрясения с М=7.5, за 5,5 тысяч лет – три землетрясения с М=7.0 (без учета Хаилинского
1990 г. с М=7.0 и Олюторского 2006 г. с М=7.8 землетрясений).
Рис.4 Реконструированные сильные сейсмические события и их проявления во времени
на территории Корякского нагорья. Условные обозначения: 1 – радиоуглеродный возраст
погребенных палеопочв и номера образцов; 2 – радиоуглеродный возраст нижней части
современного почвенного профиля; 3 – интерсвал калибровочного возраста (в рамке – номер
образцов); 4 – реконструированные сильные сейсмические события; 5 – номера точек отбора
почвенных проб [Рогожин и др., 2009]
По приведенной выше методике также строились два графика повторяемости (рис. 5).
При использовании палеоданных наклон графика повторяемости изменился с -0.91 до -1.3, что
меняет повторяемость сильных событий. Отклонение точек графика от линии тренда в области
11
магнитуд М=6.0±0.2, 6.5±0.2 может быть связано с особенностями палеосейсмогеологического
метода, как отмечалось выше.
Рис. 5 График повторяемости землетрясений Олюторской очаговой зоны. Красная линия
– по инструментальным и историческим данным, черная – по инструментальным, историческим
и палеосейсмогеологическим данным
Палеосейсмогеологические материалы вместе со сведениями о землетрясениях
инструментального и исторического периодов сейсмологических наблюдений дали
возможность оценить сейсмический режим региона на протяжении 7 тысяч лет.
Прямолинейность графика повторяемости говорит о том, что сейсмический режим исследуемой
территории на позднечетвертичном этапе геологической истории, отвечающем большей части
голоцена, оставался практически неизменным.
Выводы: рассмотрены области северного Сахалина, Горного и Монгольского Алтая, а
также северной части Камчатского края (Корякского нагорья), где в последние годы произошли
крупнейшие разрушительные землетрясения.
В результате палеосейсмогеологических исследований обнаружены следы не известных
ранее сильных землетрясений для территории Сахалина 8 событий с магнитудой М=6.0, 7
событий с магнитудой М=7.0, 2 события с магнитудой М=7.5 и 2 события с магнитудой М=8.0,
для территории Монгольского Алтая – 3 события с магнитудой 8.0, для территории Корякии – 3
землетрясения с магнитудой М=7.0 и 2 землетрясения с магнитудой М=7.5, которые позволяют
оценить периоды повторяемости сильных толчков, а также подтвердить и установить
максимальную ожидаемую магнитуду.
Проведенные исследования показывают, что сильнейшие землетрясения, происходящие
в последнее время, не случайные события, а являются звеном развития длительной
сейсмической истории различных очаговых зон. Прямолинейность графика повторяемости
говорит о том, что во всех случаях сейсмический режим оставался неизменным на протяжении
всего голоцена.
Во второй главе «Взаимосвязь коровых и глубокофокусных землетрясений»
приведено развитие методики анализа механизмов глубокофокусных предвестников,
направленной на выявление зон подготовки ожидаемых очагов сильных коровых
землетрясений.
12
Первые исследования взаимосвязи коровых и глубокофокусных землетрясений восходят
к работам японского сейсмолога К. Моги, который рассматривал вопросы миграции
сейсмической активности, закономерности поведения сильных землетрясений, связи между
мелкофокусными и глубокофокусными землетрясениями [Моги, 1988; Mogi, 1968a; Mogi,
1968b; Mogi ,1969; Mogi ,1973; Mogi ,1974; Моги, 1976]. На основе анализа крупных
землетрясений Японии была установлена пространственно-временная связь между сильными
коровыми землетрясениями и их отдаленными глубокофокусными форшоками. Моги отмечал,
что важными особенностями таких взаимосвязей являются, во-первых, факт того, что коровые
землетрясения зачастую предваряются возрастанием глубинной сейсмической активности, и,
во-вторых, факт возникновения сильного толчка после глубинной активизации. Такая
сейсмическая активность не может рассматриваться как случайная или только как триггерная
для мелкофокусного события, она скорее является важнейшим предвестником сильного
корового землетрясения.
К.Моги объясняет возникновение глубинной сейсмической активизации следующим
образом: известно, что крупные мелкофокусные землетрясения происходят в зонах субдукции.
Океаническая плита, поддвигаясь под континентальную, встречает сопротивление вдоль
границы (рис.6). По мере возрастания сдвиговой деформации вдоль границы образуется разрыв,
в то время как сдвиговое сопротивление по направлению движения плиты уменьшается,
вследствие чего движение плиты вниз ускоряется. Напряжение на глубине возрастает, в
результате этого возникают глубокофокусные землетрясения с магнитудой М~7.0, проекция
оси максимального сжатия, в очагах которых направлена параллельно направлению субдукции.
Таким образом, возрастание глубинной сейсмичности можно рассматривать как один из
предвестников сильных мелкофокусных землетрясений.
В течение длительного периода времени А.И. Захарова и Е.А. Рогожин осуществляли
мониторинг землетрясений северо-западной части Тихого океана. С помощью данной методики
был сделан успешный долгосрочный прогноз землетрясений Кроноцкого [Захарова, Рогожин,
1999], Симуширских [Захарова, Рогожин, 2006] и Тохоку [Захарова, Рогожин, 2005].
Рис.6 Блок-схема, показывающая механизм образования сильного корового землетрясения на
островной дуге и его связь с глубинной сейсмической активизацией [Mogi, 1988]
Критериями поиска предвестников сильных землетрясений К.Моги является глубина
гипоцентров более 100 км и близгоризонтальное направление проекций осей сжатия
направленных на очаговую зону готовящегося события [Моги, 1988]. В виду того, что никакой
связи между магнитудой исследованных землетрясений 1931-1997 гг. и числом их
глубокофокусных форшоков не установлено, было принято решение пересмотреть критерии
выбора предвестников [Захарова, Рогожин, 2008]. В соответствие с общепринятыми
представлениями о глубоких землетрясениях, а также с представлениями о современном поле
13
напряжений для активной окраины Азиатского континента, в качестве предвестников были
выбраны события с глубиной более 70 км и направлением проекций осей сжимающего
напряжения любого заложения.
А.И.Захаровой и Е.А.Рогожиным были проведены исследования корреляционных связей
между магнитудой сильных мелкофокусных землетрясений и параметрами форшокового
процесса. С помощью метода ортогональной регрессии в разные годы выявлены следующие
зависимости:
N=7.75Mw – 49.14, Rc=0.93; T=8.73Mw–53.61, Rc=0.93 [Захарова, Рогожин, 2001];
N=7.48Mw-47.58, Rc=0.99; T=8.56Mw-52.44, Rc=0.97 [Захарова, Рогожин, 2004а];
N=7.25Mw-45.85 Rc=0.99; T=8.69Mw-53.21, Rc=0.98 [Захарова, Рогожин, 2005б]
где N – число глубокофокусных форшоков, а T – период их наблюдения в годах, начиная от
появления первого глубокого толчка, указывающего на одну из очаговых областей. Следует
отметить, что применение в данном случае метода ортогональной регрессии является
дискуссионным, поскольку моментная магнитуда главного события определяется заведомо
более точно, чем значения параметров N и T из-за возможной неполноты данных.
Полученные в разные годы уравнения отличаются незначительными изменениями
угловых коэффициентов и свободных членов, а также увеличением коэффициента корреляции.
Высокая устойчивость полученного решения во времени дает возможность прогнозировать
силу, место и время будущих сильных мелкофокусных событий в долго- и среднесрочном
аспектах.
Мониторинг величины ΔM=Mw(N)-Mw(T) позволяет оценить степень созревания
очаговой области и выявить магнитуду готовящегося мелкофокусного события. Форшоковый
процесс считается завершенным, как только значение ΔМ не превышает (0,2-0,3)Mw.
Е.А. Рогожиным, С.Л.Юнгой и С.Н.Родиной выполнены исследования землетрясений
2006, 2007 гг. в Средне-Курильском блоке литосферной плиты восточнее острова Симушир, а
также 2011 г. вблизи восточного побережья о.Хонсю [Юнга и др., 2011; Рогожин и др., 2011].
В работах [Рогожин и др., 2000; Захарова, Рогожин, 2000, 2006] на основе изучения
распределения проекций осей сжатия (P-осей) глубокофокусных очагов разработана методика
визуального выделения областей пересечения как потенциально опасной зоны. Исследования
показали, что глубокофокусные форшоки (с гипоцентрами на глубине H > 70 км) квадрантами
сжатия в диаграммах направленности как бы очерчивают на поверхности Земли
эпицентральные зоны подготовки будущих крупных землетрясений.
С развитием метода, созданное программное обеспечение позволило выделять области
наибольшей концентрации продолжений проекций линий осей и характеризовать эти области
специальным параметром плотности пересечений проекций осей сжатия глубокофокусных
землетрясений (χ), являющимся количественной характеристикой для данной методики и
позволяющей построить карту введенного параметра в изолиниях. В дальнейшем проводился
как визуальный, так и количественный анализ.
Поскольку продолжения проекций осей не пересекаются точно в одном месте, в данной
методике рассчитываются параметры пересечений проекций осей сжатия P в окрестностях
узлов χ по заданной системе узловых точек, покрывающей область ожидаемых сильных
землетрясений. Подобная модернизация позволяет построить карту введенного параметра
путем проведения изолиний, что позволяет ранжировать и оконтурить выявляемые прогнозные
зоны, не обращаясь прямо к линиям продолжений проекций осей сжатия.
Полученные в результате ретроспективной обработки данных примеры проявления зон
подготовки очага землетрясения Тохоку приведены на рис. 7.
Со временем программный комплекс, разработанный С.Л. Юнгой, был преобразован. В
виду сложной процедуры подготовки входных файлов и исполнения операций в определенной
и четкой последовательности работать с большим количеством данных при помощи
вышеупомянутого комплекса программ оказалось неудобно. Для обеспечения более простого
использования было принято решение преобразовать пакет программ. Расчетная составляющая
14
преобразована в макросы Microsoft Excel. Графические построения выполняются в
геоинформационной системе Golden Software Surfer.
Рис.7 Проявление очаговой зоны землетрясения Тохоку (на рисунке красная звезда) на
основе анализа данных за 10-летний период до события (а) и 5-летнего периода до события (б).
Залитые кружки-гипоцентры; пунктирная линия дает характерное простирание области
афтершоков; представлен параметр плотности пересечений проекций осей сжатия χ.
Был проведен ретроспективный анализ 54 умеренных и сильных землетрясений Курило-
Камчатского региона Mw>6.3 с 1976 по 2013 год. В ходе исследований удалось проследить
динамику положения потенциально опасных зон, а также оценить степень их опасности по
полученным ранее соотношениям ΔМ. Приведем пример обработки одного из землетрясений.
На рис. 8 представлена карта проявления очаговой зоны землетрясения 07.02.1996г. на
Южных Курилах за 15 лет до события. Видно, что очаговая зона и максимальные значения
параметра χ пространственно совпадают, но разность между параметрами M(T) и M(N)
составляет ΔM=0.97, что больше необходимого условия ΔM=(0.2-0.3) Mw. За 10 лет до события
значение ΔM=0.27,что соответствует магнитуде M~7.2-7.5 (рис.9). За 7 лет до землетрясения
ΔM=0.22, что соответствует M~6.9-7.1 (рис.10), полученная магнитуда совпадает с реально
наблюденной M=7.0. Подобным образом были проанализированы другие сильные
землетрясения региона.
Выводы: в проведенном исследовании предпринята попытка реализовать известный
подход К.Моги. Данная методика и алгоритм анализа механизмов глубокофокусных
предвестников направлены на выявление зон подготовки ожидаемых очагов сильных коровых
землетрясений. Такие потенциально опасные зоны предлагается картировать на основе
количественного параметра плотности пересечения проекций осей сжатия глубокофокусных
землетрясений, рассчитываемых на основе диаграмм направленности, которые формируются
при подвижках в глубокофокусных очагах. Выполнены исследования зоны подготовки
умеренных и сильных землетрясений Курило-Камчатской дуги, а также землетрясения Тохоку
11.03.2011 г. на океаническом склоне о. Хонсю.
Разработанный алгоритм анализа геодинамических проявлений сейсмичности в работе
рассмотрен в качестве потенциальных предвестников готовящегося сильного корового
землетрясения, что открывает перспективы дальнейшего продвижения в области
сейсмопрогностических исследований [Сидорин, 2011]. Таким образом, проявления
глубокофокусной сейсмичности на долговременном интервале времени может быть
б а
15
эффективно использован в решении проблемы идентификации предвестников сильных коровых
событий.
Вместе с тем, возможны и другие варианты построений, отличающиеся или подобные
приведенным в исследовании, поскольку происхождение взаимосвязи глубокофокусной и
коровой сейсмичности не находит пока исчерпывающего геофизического объяснения.
Выявленные эффекты требуют дальнейшего специального рассмотрения в рамках исследования
сейсмотектонических деформаций и природы сейсмогенеза.
Рис. 8 Схема зоны подготовки очага землетрясения 07.02.1996 г. Мs=7.0 за 15 лет до
события; представлен параметр плотности пересечений χ
16
Рис. 9 Схема зоны подготовки очага землетрясения 07.02.1996 г. Мs=7.0 за 10 лет до
события; представлен параметр плотности пересечений χ
Рис. 10 Схема зоны подготовки очага землетрясения 07.02.1996 г. Мs=7.0 за 7 лет до
главного толчка; представлен параметр плотности пересечений χ
В третьей главе «Временные и энергетические параметры афтершокового процесса
землетрясений Курило-Камчатского региона» описаны результаты исследования связи
параметров афтершокового процесса и магнитуды главного события.
Сильные коровые землетрясения обычно сопровождаются многочисленными
повторными толками. Афтершоковые процессы, вследствие различий в строении вмещающей
среды и соответственно известной уникальности каждого сильного сейсмического события, не
17
могут быть адекватно описаны каким-то одним законом спада активности. Отметим, что
отсутствуют сколько-нибудь строгие критерии, определяющие пространственно-временные
границы афтершокового процесса.
Были рассмотрены афтершоковые последовательности 32 сильных и умеренных Курило-
Камчатских землетрясений в интервале магнитуд 5.3 MW 8.3. Оценены их
продолжительности во времени Taft (в днях) и суммарные скалярные сейсмические моменты
M0sum aft, высвободившиеся в ходе развития афтершокового процесса.
Карта эпицентров землетрясений с положения их афтершоковых последовательностей
представлена на рис. 11.
В проведенном исследовании критерием завершения афтершокового процесса считался
его выход на фоновый уровень, определяемый, как правило, по временному ряду
высвободившегося скалярного сейсмического момента с интервалом дискретизации в 1 месяц.
Рассматривались ряды за некоторое время до возникновения главного события в очаговой
области, оконтуривающей очаг по афтершокам первых месяцев. Это время (как до, так и после
главного события) выбиралось тем бóльшим, чем больше была магнитуда рассматриваемого
события. Поскольку использование этого приблизительного критерия иногда приводило к
неоднозначности определения времени завершения процесса, при необходимости оно
уточнялось с учетом отсутствия в течение месяца сейсмических событий с магнитудой,
большей или равной представительной магнитуде используемого каталога.
Приведем пример исследований Симуширских землетрясений. При анализе парные
события рассматривались как одно, продолжительности афтершоковых процессов двух
землетрясений суммировались в соответствии с формулой Канамори [Kanamori, 1977],
моментная магнитуда M0 определялась по сумме скалярных моментов каждого из них.
Рис. 11 Схема расположения эпицентров рассматриваемых землетрясений и их афтершоков
Условные обозначения: окружности разного радиуса – эпицентры событий с магнитудами от
5.0 до 8.5 (величина радиуса отображает значение М); черные точки – эпицентры афтершоков
18
Схема афтершоковых областей приведены на рис. 12.
45
46
47
48
45.5
46.5
47.5
48.5
°с.ш.
152 153 154 155 156 157 в.д.°
1
2
Рис. 12 Схема афтершоковых областей анализируемых Симуширских землетрясений. Условные
обозначения: черные ромбы – эпицентры главных событий: 1 – 15.11.2006 г; 2 – 13.01.2007 г.;
темные кружки – эпицентры афтершоков с mb 3.8, зарегистрированных в первые сутки после
первого из главных событий; светлые – то же самое для второго
Афтершоковая область Симуширских землетрясений ограничена координатами 45.0–
48.5 с.ш., 152.5–157.0 в.д. и глубиной h менее 100 км. В этой области рассматривались
временные ряды суммарного скалярного сейсмического момента (M0sum) с шагом дискретизации
3 мес. за период с 1985 г. по 2009 г. включительно. Достаточно длительный (25-летний) период
анализа сейсмического процесса был выбран для обеспечения надежности установления
фонового уровня высвобождения скалярного сейсмического момента.
Временной ряд суммарного скалярного сейсмического момента M0sum за период 1985–
2009 гг. с шагом дискретизации 3 месяца представлен на рис. 13. Период с 1995 по 2005 гг.
может быть отнесен к фазе сейсмического затишья перед Симуширскими землетрясениями
2006–2007 гг., поэтому фоновый уровень высвобождения M0sum следует определять по уровню
1985–1994 гг [Лутиков, Родина, 2013].
Временной ряд с шагом дискретизации 3 месяца недостаточно детален для того, чтобы
оценить время завершения афтершокового процесса. Для этой цели использовался временной
ряд lgM0sum с шагом дискретизации 1 месяц (рис. 14), построенный от начала афтершокового
процесса землетрясения 13.01.2007 г. по конец 2009 г.
В афтершоковом процессе могут быть выделены два этапа: первый – постепенное,
довольно медленное, почти монотонное спадание его интенсивности в первые 7–8 месяцев;
второй – три волны всплеска сейсмической активности, перемежающиеся с относительно
короткими (1–3 мес.) периодами спада (всего около 10 мес.).
Таким образом, продолжительность афтершокового процесса оценивается
приблизительно в 18 месяцев – до конца июня 2008 г. С учетом продолжительности
афтершокового процесса первого из Симуширских землетрясений, прерванного 13.01.2007 г.
вторым землетрясением, в общей сложности процесс длился 589 дней. Число
зарегистрированных в этот период афтершоков с mb 3.8 составило 1331; оценка их
суммарного скалярного сейсмического момента – M0sum aft = 6.311019
Нм.
19
Рис. 13 Временной ряд суммарного скалярного сейсмического момента M0sum (1985–2009
гг.) с шагом дискретизации 3 месяца. Треугольниками обозначены максимальные моментные
магнитуды (MW 5.0) сейсмических событий на каждом шаге дискретизации (правая ось
ординат). Пунктиром даны коридоры стандартных отклонений, сплошной прямой линией –
средние значения временного ряда за разные периоды.
Рис. 14 Рис. 3.4 Временной ряд lgM0sum, построенный от начала афтершокового процесса
землетрясения 13.01.2007 г. по конец 2009 г. с шагом дискретизации 1 месяц. Условные
обозначения те же, что и на рис. 13.
Аналогичным образом с оценкой продолжительности их афтершоковых
последовательностей и высвободившийся суммарный скалярный сейсмический момент были
проанализированы все остальные землетрясения.
20
В результате исследования получены регрессионные зависимости между lgM0sum aft и
MW (рис.15) и lgTaft (в днях) (рис. 16) от магнитуды главного события MW.
Рис. 15 Регрессионные зависимости между моментной магнитуды MW главного события
и lgM0sum aft
Рис. 16 Регрессионные зависимости между моментной магнитуды MW главного события
и lgTaft
В аналитической форме эти регрессионные зависимости имеют вид:
lg(M0sum aft) = (1.570.11)MW+7.0250.23, Rc = 0.932,
lgTaft =(0.6450.064)MW +2.3940.42, Rc = 0.879,
где Rc – коэффициент линейной корреляции.
Полученные выше зависимости демонстрируют достаточно тесную корреляционную
связь между параметрами афтершокового процесса M0sum aft и Taft и моментной магнитудой
21
главного события. При этом более низкий коэффициент корреляции для Taf представляется
вполне естественным, поскольку, как правило, трудно или практически невозможно указать
точные временные границы окончания афтершокового процесса. Периферийные по времени
афтершоки обычно являются сравнительно слабыми и вносят незначительный вклад в
суммарный скалярный сейсмический момент всей совокупности афтершоков.
Относительная интенсивность афтершокового процесса, определяемая как отношение
M0sum_aft/M0me (M0me – скалярный сейсмический момент главного события), не обнаруживает
никакой значимой зависимости ни от MW главного события, ни от механизма его очага или
пространственного положения его гипоцентра. На рис. 17 приведена гистограмма
распределения всех рассмотренных землетрясений по величине отношения M0sum_aft/M0me.
Видно, что для более, чем 70% землетрясений относительная интенсивность афтершокового
процесса лежит в пределах 0.0038 M0sum_aft/M0me 0.04, т.е. в подавляющем большинстве
случаев в афтершоках высвобождается не более 4% от скалярного момента главного события.
Эмпирическое распределение на рис. 17 является примером распределения с “тяжелыми
хвостами”, достаточно типичного для сейсмологии [Родкин, Писаренко, 2007].
Рис. 17 Распределение землетрясений Курило-Камчатского региона по величине
отношения M0sum_aft/M0me
Суммарный скалярный сейсмический момент всех афтершоков можно представить в
виде 0sum aft 0iM M . Используя формулу Канамори и проведя логарифмирование и
интегрирование, получим общую формулу, связывающую суммарный скалярный сейсмический
момент афтершоков с моментной магнитудой самого сильного афтершока и параметрами
среднего по всей афтершоковой последовательности графика повторяемости:
0sumaft aft maxlg 1.5 9.1 lg lg ln10 1.5W W W W WM b M A M b ,
где bW, AW – параметры среднего закона повторяемости по моментной магнитуде, построенного
по всей афтершоковой последовательности, MWaft max – моментная магнитуда самого сильного
афтершока.
Используя ещё раз формулу Канамори, получим в явном виде величину суммарного
скалярного сейсмического момента афтершоков:
,
22
где M0aft max – скалярный сейсмический момент самого сильного афтершока. Таким образом, в
теоретическом плане суммарный скалярный сейсмический момент афтершоков определяется
моментной магнитудой и соответственно скалярным сейсмическим моментом сильнейшего
афтершока и параметрами графика повторяемости, построенного по всей афтершоковой
последовательности.
Выводы: установлена достаточно тесная корреляционная связь между десятичными
логарифмами M0sum aft и Taft и моментной магнитудой главного события и получены
соответствующие корреляционные зависимости для Курило-Камчатского региона. В результате
анализа данных отмечено, что относительная интенсивность афтершокового процесса,
определяемая нами как отношение M0sum aft/M0me, не обнаруживает значимой зависимости ни от
MW главного события, ни от механизма его очага или пространственного положения его
гипоцентра. Построенное эмпирическое распределение всех рассмотренных землетрясений по
величине отношения M0sum aft/M0me имеет один резкий максимум при 0.0038 M0sum aft/M0me
0.04.Таким образом, около 72% всех рассмотренных сейсмических событий характеризуется
относительной интенсивностью афтершокового процесса в пределах 0.38–4.0% от M0 главного
события. В целом, отношение M0sum aft/ M0me по всем событиям не превосходит 0.234. Выявлено,
что в теоретическом плане суммарный скалярный сейсмический момент афтершоков
определяется моментной магнитудой и соответственно скалярным сейсмическим моментом
сильнейшего афтершока и параметрами графика повторяемости N(MW), построенного по всей
афтершоковой последовательности. Оценки M0sum aft, выполненные для Симуширских 2006–
2007 гг. и Шикотанского 1994 г. землетрясений, показали удовлетворительное согласие с
прямыми оценками, полученными суммированием скалярных моментов всех афтершоков.
Предполагается, что аналогичные зависимости между log(M0cum aft) и log Taft и MW,
полученные для других регионов Земли, будут, вероятно, демонстрировать близкую по
величине RC (коэффициент корреляции) корреляционную связь, но параметры таких
зависимостей могут существенно отличаться от таковых для Курило-Камчатского региона.
Соотношения между продолжительностью афтершоковых последовательностей сильных и
умеренно сильных землетрясений Курило-Камчатского региона и суммарного скалярного
сейсмического момента, высвободившегося в ходе их развития и магнитуды главного события
MW необходимо применять при мониторинге хода афтершокового процесса крупнейших
землетрясений в Курило-Камчатском регионе и прогнозировании их сильных повторных
толчков.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выделение потенциальных очагов землетрясений по средством совместной
интерпретации некоторых предвестников на различных этапах созревания сейсмических очагов
(результатов общего сейсмического районирования совместно с данными внерегионального
анализа; проявлений специфических глубокофокусных землетрясений и др.) имеет огромные
перспективы для решения задачи прогнозирования сильных землетрясений. Мониторинг
потенциально опасных зон в рамках такого комплексного подхода обеспечит своевременную
передачу информации прогностического характера в МЧС России и другие заинтересованные
структуры.
В рамках диссертации проведены исследования, связанные с изучением проявления
землетрясений в пространстве и времени для некоторых территорий.
Параметры сейсмического режима являются характеристикой сейсмической активности
региона и основой для построения карт сейсмического районирования. На примере трех
областей были проведены исследования сейсмического режима на основе обобщенных
сейсмологических и палеосейсмогеологических данных. Для территорий северного Сахалина,
Монгольского Алтая и Корякии сведения о повторяемости сильных землетрясений для
периода, охватывающего большую часть голоцена, были пересмотрены. Проведена
комплексная интерпретация данных возможной максимальной магнитуде для каждой области.
Так, для северного Сахалина и Монгольского Алтая максимальная магнитуда оценивается как
Mmax=8.0±0.5, для Коряки – Mmax=7.5±0.5. Полученные результаты существенно дополняет и
23
углубляет имеющиеся представления о долговременном сейсмическом режиме
рассматриваемых территорий.
Исследования глубокофокусных землетрясений показали, что представляется
возможным оконтурить потенциальные области готовящихся землетрясений и оценить степень
созревания очагов, а также магнитуду готовящегося событий. Такой подход используется при
долгосрочном и среднесрочном прогнозе землетрясений Курило-Камчатской дуги для
повышения достоверности и обоснованности научных прогнозов. Ретроспективные
исследования сильнейших землетрясений, приведенные в работе, показали достаточно точное
выявление пространственного положения очаговых зон и магнитуд готовящихся событий.
Сведения о продолжительности развития афтершокового процесса крупнейших
землетрясений в Курило-Камчатском регионе и прогнозировании их сильных повторных
толчков крайне важная информация для таких служб как МЧС России при проведении
поисково-спасательных работ и операций по ликвидации последствий землетрясений. В связи с
этим полученные в ходе работы корреляционные зависимости между высвободившимся
суммарным скалярным сейсмическим моментом, продолжительностью афтершокового
процесса и магнитудой главного события являются важными. В теоретическом плане показано,
что суммарный скалярный сейсмический момент афтершоков определяется моментной
магнитудой, скалярным сейсмическим моментом сильнейшего афтершока и параметрами
графика повторяемости.
Каждая из рассмотренных методик является важным звеном в решении задач
прогнозирования. Полученные результаты имеют как в научную ценность, так и могут быть
использованы для решения прикладных задач. Последовательное применение на различных
этапах созревания сейсмических очагов и совместное интерпретация изложенных подходов в
комплексе с другими данными позволят более надежно и достоверно решить задачу
сейсмической оценки территории и прогноза сильных землетрясений.
24
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Из списка ВАК:
1. Рогожин Е.А., Новиков С.С., Родина С.Н. Палеоземлетрясения и долговременный
сейсмический режим Корякского нагорья // Геофизические исследования, 2010. Т 11,
№4, с.35-43.
2. Рогожин Е.А., Родина С.Н. Палеосейсмогеологические исследования и долговременный
сейсмический режим севера острова Сахалин // Вопросы инженерной сейсмологии, 2011. Т 38,
№3 с.45-58.
3. Рогожин Е.А., Шен Джун, Родина С.Н. Сопоставление сейсмотектонических
особенностей Горного и Монгольского Алтая // Вопросы инженерной сейсмологии,
2012. Т 39, № 3, с.5-20.
4. Рогожин Е.А., Юнга С.Л., Родина С.Н. Особенности реализации сейсмотектонических
деформаций при генезисе очага 2011 Тохоку // Геофизические процессы и биосфера,
2011. Т 10, №2, с.22-36.
5. Юнга С.Л., Рогожин Е.А., Родина С.Н. Алгоритм и методика анализа механизмов
глубокофокусных очагов для выявления зон подготовки сильных землетрясений Курило-
Охотского региона // Сейсмические приборы, 2011. Т 47, №3, с.31-43.
Материалы и тезисы:
1. Рогожин Е.А., Родина С.Н. Палеоземлетрясения и сейсмический режим северного
Сахалина // Проблемы сейсмотектоники: Материалы XVII Международной конференции
20-24 сентября 2011 г. Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2011. С.461-463
2. Родина С.Н. Реконструкция долговременного сейсмического режима Корякского нагорья
с использованием палеосейсмогелогических данных //Современные методы обработки и
интерпретации сейсмологических дынных Материалы Шестой Международной
cсейсмологической школы Апатиты 15-19 августа 2011 г. Обнинск: ГС РАН, 2011. с.271-
274.
3. Родина С.Н. Сравнение долговременного сейсмического режима Горного и
Монгольского Алтая с использованием результатов палеосейсмогеологических
исследований // Современная геодинамика Центральной Азии и опасные природные
процессы: результаты исследований на количественной основе Материалы
Всероссийского совещания и молодежной школы (23–29 сентября 2012 г.) Том 2,
Иркутск 2012 с.69-71.
4. Rodina S.N., Lutikov A.I. Afterchock’s process temporal and power parameters of the Kuriles-
Kamchatka earthquakes [Электронный ресурс] Knowledge for the future, Goteborg, 2013.
USB-stick.
5. Rogozhin E.A., Rodina S.N. Reconstruction of long-term seismic regime for the Far East
region using instrumental, historical and paleoseismological data [Электронный ресурс]
Seminar on East-Asia Earthquakes Studies — Earthquakes, Tsunamis and Volcanoes in
Northeast Asia: International Collaboration and Regional Capacity Building for the Forecast,
Preparedness and Early Warning. Beijing, 2011. CD-ROM.
6. Rodina S.N., Rogozhin E.A. Refinements of long-term seismic regime of the Koryak Upland
using paleoseismic data // Geophysics-cooperation and sustainable development Hanoi&Sapa
November 14-17 2012. Nha Xuat Ban Khoa Hoc tu Nhien va Cong Nghe, 2012. pp. 265-267.
