АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ОЧАГОВ ФОРШОКОВ И АФТЕРШОКОВ НУРИНСКОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ 5 ОКТЯБРЯ 2008 ГОДА Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 550.34

Абдыраева Б.С., Малдыбаева М.Б., Сабирова Г.А.

Институт сейсмологии НАН КР г. Бишкек, Кыргызстан

АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ОЧАГОВ ФОРШОКОВ И АФТЕРШОКОВ НУРИНСКОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ 5 ОКТЯБРЯ 2008 ГОДА

Аннотация. В статье приведены результаты анализа механизмов очагов 4 форшоков (с 05.01.2008 г. по 28.07.2008 г.) и 46 афтершоков за период с 05.10.2008 г. по 26.12.2008 г. Нуринского землетрясение 5 октября 2008 года. Механизмы очагов форшоков и афтершоков определены методом группирования знаков первых вступлений Р-волн, записанных региональной сетью сейсмических станций. Деформация в очагах форшоков характеризуется взбросом по крутой плоскости или сдвиговым по пологой, а в очагах афтершоков - сдвиго- надвиговыми типами подвижек.

Ключевые слова: механизм, эпицентр, землетрясение, главный толчок, фокальный механизм, стереограмма, нодальная плоскость, оси главных напряжений.

2008 ЖЫЛДЫН 5-ОКТЯБРЫНДАГЫ НУРАДАГЫ ЖЕР ТИТИР00^Н АЛДЫНДАГЫ ЖАНА КИЙИНКИ ТИТИРeeлeРДYН БYТ МЕХАНИЗМДЕРИНИН АНАЛИЗИ

Кыскача мазмуну. Макалада с. Нура 2008-жылдын 5-октябрында болгон жер титирeeсYHYн 05.01.2008-жылдан 28.07.2008-жылга чейинки мезгилдеги 4 форшоктордун жана 46 афтершоктун 05.10.2008ж -26.12.2008жылга чейинки очоктук механизмдеринин анализинин айрым жыйынтыктары келтирилген. Форшок жана афтершоктун очоктук механизмдери сейсмикалык станциялардын аймактык тармагы тарабынан катталган Р толкундарынын биринчи келип тYШYY белгилерин топтоо методу менен аныкталат. Форшок очокторундагы деформация тик тегиздик боюнча кeтeрYЛYY же жумшак тегиздик боюнча жылышуу менен мYнeздeлсe, афтершоктук очокторунда тайгалануулардын жылышуу тYрлeрY менен мYнeздeлeт

Негизги сездер: механизм, эпицентр, жер титирee, фокалдык механизм, стереограмма, нодалдык тегиздик, башкы чыналуулардын октору.

ANALYSIS OF THE FOCAL MECHANISMS OF THE FORESHOCKS AND AFTERSHOCKS OF THE NURA EARTHQUAKE (OCTOBER 5, 2008)

Abstract. The article presents some results of the analysis of focal mechanisms of 4 foreshocks from 05.01.2008 to 28.07.2008 and 46 aftershocks for the period from 05.10.2008 to 26.12.2008 of the Nura earthquake (October 5, 2008). The focal mechanisms of foreshocks and aftershocks are determined by the method of grouping of the signs of first arrivals of P-waves recorded by the regional network of seismic stations. Deformation in foreshock sources is characterized by uplift along a steep plane or shear along a gentle plane, while in aftershock sources it is characterized by shear-thrust types of slips.

Keywords: mechanism, epicenter, earthquake, main shock, focal mechanism, stereogram, nodal plane, principal stress axes.

Введение. Изучение механизмов очагов форшоков и афтершоков необходимо для характеристики напряжённо-деформированного состояния очаговой зоны сильных землетрясений. Эта работа имеет специфический характер, связанный с наличием особенностей волновой картины землетрясений. Достоверность определения кинематических и динамических параметров очагов землетрясений, прежде всего, зависит

от сети наблюдений в ближней и дальней зоне. Территория Кыргызстана и его сейсмоактивные зоны «окружены» как местными, так и сейсмическими станциями Казахстана, Узбекистана, Таджикистана, Китая, что позволило при определении МО землетрясений использовать достаточное количество данных от сейсмических станций не только Кыргызстана, но и сейсмических станций указанных соседних государств [1]. В статье рассматриваются вопросы, связанные с характером подвижек в очагах форшоков и афтершоков, а также механизм очага главного толчка Нуринского землетрясения 05.10.2008 г. с магнитудой Мpv = 6.8.

Решение механизма очага. Эпицентр Нуринского землетрясение находился в восточной части Заалайского хребта на территории Алайского района Ошской области Кыргызстана вблизи границы с Китаем. Сотрясениями была охвачена обширная территория, включающая Ошскую, Баткенскую, Джалал-Абадскую, Нарынскую области Кыргызстана и приграничных районов Китая, Узбекистана и Таджикстана. Сейсмические волны данного события зарегистрированы сетью аналоговых станций Кыргызстана (в количестве 24) и сетью KNET (10) [2]. Каталог механизмов очагов землетрясений приведён в работе [4]. Определены знаки первых вступлений Р -волн на 25 с/станциях. Записи землетрясения представлены в виде волновых форм. Записи первых вступлений Р-волн в большинстве случаев чёткие. Из них 19 с/станции дали знак «+», 6 с/станций — знак «-». Ось напряжения сжатия в очаге направлена на юг, азимут 189° и угол составляет 12°. Ось напряжения растяжения направлена на северо-запад, азимут 318° и угол - 71°. Ось промежуточного напряжения ориентирована на восток, азимут 96° и угол - 15°. Азимут простирания первой нодальной плоскости STK1=297°, угол падения DP1=35°, угол скольжения SLIP1=116°. Азимут простирания второй нодальной плоскости STK2=87°, угол падения DP2=59°, угол скольжения SLIP2=73° (рисунок 2) [4]. Подвижка в очаге землетрясения — «надвиг». В таблице 2 представлены параметры механизма очага главного толчка ИС НАН КР и решение GCMT (Гарвардский Университет) [8].

На рисунке 1 представлена карта с механизмов очагов Нуринского землетрясения и его некоторые форшоков и афтершоков с ^ >11.6 за период с 2008-2020 гг. В таблице 1 приведены параметры группового определения афтершоков Нуринского землетрясения.

73*30'

39*30'

20200513

И атаоом1о

и |^20£8100в / / ^¿р0810р6

200В1005 ^ ^^/Д^р^^^^^/1'111^ у/'1 ^

/ | ^^^80101 20160^26 Л 4

1 1 1 1 1 -Л-1_

39'30'

73*30'

74*00'

К: П и и и к 16

2008- 2020

Рисунок 1. Карта механизмов очагов Нуринского землетрясения и его форшоков и афтершоков с ^ > 11.6 за период 2008-2020 гг.

Таблица 1. Параметры группового определение афтершоков Нуринского землетрясения.

Дата Время Оси главных напряжений Нодальные плоскости

T N P NP1 NP2

PL AZM PL AZM PL AZM STK DP SLIP STK DP SLIP

05.10.2008 16-11 38 133 41 1 26 246 285 41 11 187 83 131

05.10.2008 16-52 76 124 14 310 1 220 296 45 71 143 48 108

06.10.2008 00-46 56 109 31 316 12 218 274 43 40 153 64 126

06.10.2008 07-27 0 225 22 314 69 135 295 49 -119 155 49 -61

06.10.2008 09-41 41 244 35 98 41 344 20 35 10 282 84 125

07.10.2008 00-59 21 272 50 155 33 16 50 50 -10 146 82 -140

07.10.2008 13-13 44 73 38 210 23 319 95 40 160 201 77 52

08.10.2008 07-48 51 306 28 79 24 183 70 75 60 316 33 152

08.10.2008 13-00 33 92 40 215 33 338 125 40 -180 35 90 -50

08.10.2008 21-41 46 319 18 71 37 178 70 85 70 327 21 166

12.10.2008 11-06 3 62 49 328 41 155 190 60 -30 296 65 -146

13.10.2008 09-23 14 249 58 134 27 347 25 60 -10 120 81 -150

14.10.2008 07-28 18 77 54 192 30 336 120 55 -170 24 82 -35

15.10.2008 16-48 40 255 46 106 16 359 45 50 20 302 75 138

01.11.2008 05-59 24 110 40 222 41 357 50 80 -50 152 41 -165

03.11.2008 08-39 62 146 27 310 7 43 160 45 130 290 57 57

29.11.2008 22-11 36 69 44 203 24 320 100 45 170 197 83 45

01.12.2008 12-16 19 85 49 200 35 341 30 80 -40 128 51 -167

Л

-1

- 2

- 3

Рисунок 2. Стереограмма механизма очага Нуринского 5 октября 2008 г. в проекции нижней полусферы (Source Mechanism): 1- нодальные линии; 2, 3 - оси главных напряжений сжатия и растяжения.

о

Таблица 2. Параметры механизма очага Нуринского землетрясения 5 октября 2008 года по двум агентством (ИС НАН КР и GCMT).

Дата Время Оси главных напряжений Нодальные плоскости

T N P NP1 NP2

PL AZM PL AZM PL AZM STK DP SLIP STK DP SLIP

05.10.2008 15-52 71 318 15 96 12 189 297 35 116 87 59 73

05.10.2008 15-52 79 31 8 256 7 165 246 38 78 81 53 99

Расчёт механизмов очагов Нуринского землетрясения и его форшоков и афтершоков проводились по методике А.В. Введенской, основанной на знаках смещений в первых вступлениях Р - волн [3]. Использовались сейсмограммы станций юго-западной региональной сети и телеметрических станций и бюллетени из архива ИС НАН КР. Полученные решения механизмов очагов землетрясений представлены в каталоге [4]. Более согласованный результат наблюдается по длиннопериодным оценкам тензора сейсмического момента, полученным в Гарварде [8].

Форшоки и афтершоки. В данной статье представлены результаты группового определения механизмов очагов 4 форшоков (Kr=7.1^8.0) (таблица 3, рисунок 3) и 46 афтершоков (Kr = 8.6^14.5), зарегистрированных до конца 2008 года в эпицентральной области основного события. В качестве примера группового определения механизмов очагов афтершоков из 46 использовалось 8 событий (таблицы 5, 6, 7, 8 и рисунки 4, 5, 6, 7) [5]. Следует отметить, что тип подвижки главного толчка — «надвиговый». Результаты группового определения форшоков - «взброс по крутой плоскости или сдвиг по пологой» даны в таблице 4, афтершоков - «надвиговый», «сдвиго-надвиговый», «взброс по крутой плоскости или сдвиг по пологой» - в таблице 9.

Таблица 3. Карточки форшоков Нуринского землетрясения 5 октября 2008 года по данным Института сейсмологии НАН КР.

Форшок 05.01.2008г Время tö= 07-27 Форшок 20.02.2008г Время tö= 22-05 Форшок 03.06.2008г Время tö= 06-21 Форшок 28.07.2008г Время t0= 08-43

Ф=39°25' X=73°30' Ф=39°42' X=73°34' Ф=39°42' X=73°34' Ф=39°30' X=73°31'

Kr=8.0 И=5км с/ст. Z Kr=7.5 И=5км с/ст. Z Kr=7.5 И=5км с/ст Z Kr=7.1 И=5км с/ст Z

CHV +ep DRK -ep BTK -ep ARL -ep AKA +ep ARS +ep OSH +ep AKU +ep SFK -ep TKL -ep SLA -ep OSH -ep ARS -ep SLA -ep BTK +ep SFK -ep

fa* ОО'.в'с W»* to* '

280i05 ?2? 20,ie я-25,« JJ-JO.« чло аеэ » ее «Ааоо о.о о.а

лй н-"!» (xi i -9 в.-к» o.i? oloo а ь в

^ -1 ◦ - 2 • - 3

Рисунок 3. Стереограмма группового определения механизмов очагов форшоков Нуринского землетрясения в проекции нижней полусферы (FPFIT). 1- нодальные линии; 2, 3 - оси главных напряжений сжатия и растяжения.

Таблица 4. Параметры группового определения механизмов очагов форшоков Нуринского землетрясения 5 октября 2008 года по данным Института Сейсмологии НАН КР.

Дата Время Оси главных напряжений Нодальные плоскости

T N P NP1 NP2

PL AZM PL AZM PL AZM STK DP SLIP STK DP SLIP

05.01.2008 07-27 38 157 30 310 38 283 40 30 -120 310 90 0

Таблица 5. Карточки афтершоков Нуринского землетрясения 5 октября 2008 года.

Землетрясения 05.10.2008

Время 1с= 16-11 Время 10= 18-27

Координаты ф=39°34' Х=73°50' координаты ф=39°31' Х=73°37'

Энергетический класс К=14.5 глубина И=5км Энергетический класс Кя=12.6 глубина И=5км

Сейсмостанция Z Сейсмостанция Z

CHM +iP BTK -iP

ERK -iP TRS -iP

ALM -iP SFK +iP

KZA +iP CHM +iP

TKM +iP ERK +iP

KBK +iP USP +iP

AAR +iP ALM -iP

UCH +iP TKM +iP

ULH +iP KBK +iP

AAR +iP

ULH +iP

STRK1 285 DIP1 +1 RAKE1 11 STRK2 187 DIP2 83 RAKE2 131

Р—axis; plunge= 26 azimuth= 2+6 Т—axis; plunge= 38 azimuth= 133

^ -1 ◦ - 2 • - 3

ft

Рисунок 4. Стереограмма группового определения механизмов очагов афтершоков Нуринского землетрясения в проекции нижней полусферы (Source Mechanism). 1-нодальные линии; 2, 3 - оси главных напряжений сжатия и растяжения.

Таблица 6. Карточки афтершоков Нуринского землетрясения 5 октября 2008 года.

Землетрясения 05.10.2008

Время to= 16-52 Время to= 17-33

Координаты ф=39°25' X=73°33' координаты ф=39°20' X=73°32'

Энергетический класс Kr=11.5 глубина h=5m Энергетический класс Kr=10.6 глубина h=5км

Сейсмостанция Z Сейсмостанция Z

CHM -iP BTK -iP

ERK +iP

ALM -iP

USP -iP

KZA -iP

TKM -iP

KBK -iP

AAR -iP

ULHL -iP

N

STRK1 296 □IP1 45 RAKE1 71 STRK2 14-3 DIP2 48 RAKE2 108

Р—axis; plunge= 1 azimuth= 220 Т—axis; plunge= 76 azimuth= 124

^ -1 ◦ - 2 • - 3

Рисунок 5. Стереограмма группового определения механизмов очагов афтершоков Нуринского землетрясения в проекции нижней полусферы (Source Mechanism). 1-нодальные линии; 2, 3 - оси главных напряжений сжатия и растяжения.

Таблица 7. Карточки афтершоков Нуринского землетрясения 5 октября 2008 года.

Землетрясения 06.10.2008

Время t0= 00-46 Время t0= 00-50

Координаты ф=39°37' Х=73°55' координаты ф=39°34' X=73°52'

Энергетический класс Kr= 10.8 глубина h=5m Энергетический класс Kr=11 .2 глубина h=5m

Сейсмостанция Z Сейсмостанция Z

BTK +iP BTK -iP

TRS +iP

KRM +iP

MNS +iP

CHM -iP

ERK -iP

ALM -iP

USP +iP

KZA +iP

TKM +iP

KBK -iP

AAR -iP

ULH +iP

STRK1 27+

□IP1 +3 RAKE1 40

STRK2 153

DIP2 6+

RAKE2 126

Р—axis; plunge= 12 azimuth= 218 Т—axis; plunge— 56 azimuth= 10S

^ -1 ◦ - 2 • - 3

Рисунок 6. Стереограмма группового определения механизмов очагов афтершоков Нуринского землетрясения в проекции нижней полусферы (Source Mechanism). 1- нодальные линии; 2, 3 - оси главных напряжений сжатия и растяжения.

Таблица 8. Карточки афтершоков Нуринского землетрясения 5 октября 2008 года.

Землетрясения 06.10.2008 г.

Время t0= 07-27 Время t0= 07-50

Координаты ф=39°37' Х=73°36' координаты ф=39°33' X=73°37'

Энергетический класс KR=10.7 глубина h=8км Энергетический класс KR=11.8 глубина h=5Mw

Сейсмостанция Z Сейсмостанция Z

TRS -iP BTK -iP

NRN +iP CHM +iP

ERK +iP ERK +iP

MNS -iP ALM +iP

KRM -iP USP +iP

SLA -iP KZA +iP

OSH -iP TKM +iP

KZD -iP KBK +iP

BTK +iP AAR +iP

ULH +iP

STRK1 295 DIP1 49 RAKE1 -119 STRK2 155 DIP2 49 RAKE2 -61

Р—axis; pllinge= 69 azimirth= 135 Т—axis; piunge= О azimuth= 225

^ -1 ◦ - 2 • - 3

ft

Рисунок 7. Стереограмма группового определения механизмов очагов афтершоков Нуринского землетрясения в проекции нижней полусферы (Source Mechanism). 1-нодальные линии; 2, 3 - оси главных напряжений сжатия и растяжения.

Таблица 9. Параметры группового определения механизмов очагов афтершоков Нуринского землетрясения 5 октября 2008 года по данным Института Сейсмологии НАН КР.

Дата Время Оси главных напряжений Нодальные плоскости

T N P NP1 NP2

PL AZM PL AZM PL AZM STK DP SLIP STK DP SLIP

05.10.2008 16-11 38 133 41 1 26 246 285 41 11 187 83 131

05.10.2008 16-52 76 124 14 310 1 220 296 45 71 143 48 108

06.10.2008 00-46 56 109 31 316 12 218 274 43 40 153 64 126

06.10.2008 07-27 0 225 22 314 69 135 295 49 -119 155 49 -61

Промежутки времени между афтершоками с 5 октября по 6 октября 2008 г. составляли от 30 минут до 1 часа, далее — от нескольких часов до 1.5 суток. Более поздние повторные толчки проявлялись периодически через 5 - 10 суток. Сильные афтершоки наблюдались вблизи очага главного толчка. Землетрясения с Кя > 11.0, произошедшие в районе в селе Нура, в основном, имели «сдвиго-сбросый» и «взброс по крутой плоскости или сдвиг по пологой» типы подвижек по простиранию, что характерно для зоны Предзаалайского разлома [2].

На рисунке 8 и 9 - представлены стереограммы, а в таблице 10 — параметры механизмов очагов двух сильных землетрясений в районе в селе Нура: 06 мая 2020 г. с Кя= 12.5 и 13 мая 2020 г. с Кя = 11.4.

-1 ◦ - 2 • - 3

¡V 2 3

Рисунок 8. Стереограмма механизма очага землетрясения 6 мая 2020 г. (Кя=12.5) в проекции нижней полусферы (FPFIT). 1- нодальные линии; 2, 3 - оси главных напряжений сжатия и растяжения.

ьв* ОбО.еге Уол N0*

200&13 2'<Л «ЛЛ 39-*2М 73-ЫЛО 20,00 0,05 г? и* 0.0 0,00 0,0 0,0

190 <0 -го 0.09 22 4.05 0,00 0 Я«

^ -1 ◦ - 2 • - 3

Рисунок 9. Стереограмма механизма очага землетрясения 13 мая 2020 г. (Кя=11.4) в проекции нижней полусферы (FPFIT) 1- нодальные линии; 2, 3 - оси главных напряжений сжатия и растяжения.

Таблица 10. Параметры механизмов очагов землетрясений 06 и 13 мая 2020 г.

Дата Время Оси главных напряжений Нодальные плоскости

Т N Р Ш1 Ш2

РЬ лт РЬ лт РЬ лт БТК БР БЬ1Р БТК БР БЬ1Р

06.05.2020 10-50 5 67 58 164 31 334 115 65 -160 16 72 -26

13.05.2020 21-09 23 324 37 216 44 78 100 40 -20 206 77 -128

Заключение. Нуринское землетрясение 5 октября 2008 года с магнитудой Mpv = 6.8 произошло в результате действия тектонических сил. Перед этим событием наблюдались 4 форшока. Землетрясение сопровождалось многочисленными афтершоками. Очаги главного толчка и 46 рассмотренных нами афтершоков, произошедшими до конца 2008 года, приурочены к Дарваз-Каракульской сейсмоактивной зоне, а именно — к зоне Предзаалайского разлома Ошской области Кыргызской Республики [2].

Выполнен анализ механизмов очагов главного толчка, его форшоков и 46 афтершоков. В очаге главного толчка произошла подвижка надвигового типа. Механизмы очагов форшоков и афтершоков определены групповым методом. Для форшоков характерны взбросы по крутой плоскости или сдвиги по пологой, для афтершоков, в основном, - надвиги, сдвиго-надвиги, взбросы по крутой плоскости или сдвиги по пологой, но иногда встречаются взбросы и сдвиго-сбросы.

Афтершоки Нуринского землетрясения наблюдаются и в настоящее время. Механизмы очагов некоторых событий имеют сдвиговый характер, например, землетрясение 6 мая 2020 г., с Kr=12.5 — сдвиго-сброс, 13 мая 2020 г. с Kr=11.4 — взброс по крутой плоскости или сдвиг по пологой.

Литература

1. Муралиев А.М., Малдыбаева М.Б., Абдыраева Б.С. Механизмы очагов землетрясений Кыргызстана и прилегающих территории за 2014 год. Вестник Института сейсмологииНАН КР. - 2019. - №2(14). - С.68-76.

2. Абдырахматов К.Е., Омуралиев М., Ормуков Ч. Землетрясение Нура. Известия НАН КР - «Известия НАН КР». Бишкек 2008, №4. С.19-29.

3. Введенская А.В. - Исследование напряжений и разрывов в очагах землетрясений при помощи теории дислокации. - М: Наука; 1969-136 с

4. Муралиев А.М., Абдыраева Б.С., Малдыбаева М.Б., Мадиярбеков А.А. Каталог механизма очагов землетрясений в Центральной Азии за 2008 год. // Землетрясения Северной Евразии, 2008 г. - Обнинск: ГС РАН 2013 г.-Приложение.

5. Отчёт лаб. СМПЗ за 2012-2014 гг. Бишкек - 2014.

6. Reasenberg P.A., Oppenheimer D. - FPFIT, FPPLOT and FPPAGE: Fortran computer programs for calculating and lisplaying earthquake fault-plaue solutions. Open-file report 85739. Menlo Park, California, 1985. -109 p.

7. Suetsugu D. - Source Mechanism. IISEE, Tsukuba, Japan. 1998. 103 pp

8. Global CMT catalog - [Электронный ресурс]. - http://www.globalcmt.org

Рецензент: к.ф.-м.н. Фролова А.Г.