CC BY
17УДК 551.24+550.34
Омуралиев М., Омуралиева А., Ачакеев Э.
Институт сейсмологии НАН КР г. Бишкек, Кыргызстан
ДИНАМИКА РАЗЛОМОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ЗЕМЛИ И ЕЁ ЧАСТЕЙ
Аннотация: В работе изложены методика и результаты ежедневного изучения динамики разломов землетрясений Земли, Америки (Южной, Северной Америки) и Азии за 2012-2015 гг.
Ключевые слова: динамика разломов, динамическая сегментация, накопление подвижек, длина разлома, тип подвижки, магнитуда, сейсмический момент, период сейсмической активизации, период сейсмического затишья, кумулятивная (суммарная) длина, кумулятивная (суммарная) подвижка, верхний и нижний переделы флуктуации.
ЖЕРДИН ЖАНА АНЫН БЭЛУКТЭРУНУН ЖЕР ТИТИРЭеЛЭР ЖАРАЦКАЛАРЫНЫН ДИНАМИКАСЫ
Кыскача мазмуну: Макалада 2012-2015-жылдардагы Жер, Америка (ТYштYк жана ТYндYк Америка) жана Азиядагы жер титиреелер пайда болгон жаракалардын динамикасын кун сайын изилдее методикасы жана жыйынтыктары баяндалган.
Негизги сездер: жердин жаракаларынын динамикасы, динамикалык сегменттее, жылыштын чогулуусу, жараканын узундугу, жылыштын тиби, магнитуда, сейсмикалык момент, сейсмикалык активдештирYYHYн мезгили, сейсмикалык басацдоо мезгили, топтолгон (кошулмаланган) узундук, топтолгон (кошулмаланган) жылыш, флуктуациянын YCTYнкY жана астынка чектери.
DYNAMICS OF FAULTING OF THE EARTHQUAKES IN THE EARTH
AND ITS PARTS
Abstract: The method and results of the daily study of faulting dynamics of the earthquake in the Earth, America (South, North America) and Asia in 2012-2015 are presented in the paper.
Keywords: dynamics of faulting, dynamic segmentation, displacement accumulation, fault length, displacement type, magnitude, seismic moment, seismically active period, seismically calm period, cumulative (total) length, cumulative (total) displacement, upper and lower limits of fluctuation.
Введение
Землетрясения, особенно мелкофокусные - коровые, являются следствием образования трещин или разломов [1]. В разломе землетрясения происходит распространение разрушения [2, 3] по мере его развития. Разломы землетрясений приурочены к зонам активных разломов, где имеются следы (разломы, оползни) сильных доисторических (палео-) и исторических землетрясений и происходит динамическая сегментация [4]. Развитие активных разломов традиционно изучается по геодезическим, геомагнитным, геолого-геоморфологическим, палеосейсмологическим данным. Накопление (аккумуляция) подвижки по разломам землетрясений впервые рассмотрена в работах зарубежных учёных [5-7]. Так, Брюн [7] определил аккумуляцию подвижек в системе разлома Сан-Андреас за период 1934-1963 гг. по формуле:
Е Р)— Е Мо. (1)
Ило
где - £<И> - накопление (сумма) подвижек по разлому событий, Ас - площадь разлома, ц-жёсткость среды, £ Мо - сумма сейсмических моментов событий. Величина накопления подвижек за 29-летний период составляла 93 см. Здесь скорость накопления подвижек равна 2.3 см/год. В таблице 1 приведены рассчитанные скорости подвижек для зон больших разломов [7, 8].
Таблица 1.
Рассчитанные скорости подвижки для зон больших разломов [7, 8]
Зона Период (годы) L (км) D (км) ХМ> (динсм) Скорость подвижки* (см/год)
Южная Калифорния 1934-1963
Импириал-Вэлли 120 20 3.2
Малый разлом Сан-Андреас 130 20 0.03
Керн-Каунти 134 20 17
Вся область 754 20 5.8
Разлом Сан-Джасинто 1912-1963 280 20 1.5
Южно-калифорнийская область 1912-1963 754 20 3.7
Малый разлом Сан-Андреас 1800-1867 1240 20 6.6
Новая Зеландия 1914-1948 1350 20 7.2
Турция (Анатолийский разлом) 1939-1967 1240 20 11
Основные дуги:
Тонга (глубина 0-60 км) 1920-1954 1500 85 5.2
Тонга (глубина 100-700 км) 1920-1954 1500 800 0.23**
Япония 1905-1955 800 60 15.7
Алеутские острова 1905-1967 3200 85 3.8
*ц=3.3-1011 дин/см2 **ц=6.6-1011 дин/см2.
Параметрами разлома землетрясения являются: длина L, величина подвижки U, типы подвижки (взбросовый, надвиговый, сбросовый, сдвиговый и их комбинации). Канамори и Андерсон [9] предположили, что величина U/L = const. Величины длины - L разлома и подвижки - U разлома связаны с магнитудой - М или сейсмической энергией - Е [10 -14], например:
lgL = 0.5M -1.75, (2)
lgU = 0.57M -3.19, (3)
где М-магнитуда, L - длина разлома (км), U - подвижка по разлому (м).
Соотношение между Ь, и и сейсмическим моментом Мо связано формулой [15]:
Мс = пил, (4)
где Мо - сейсмический момент (динсм), И - подвижка (м), А - площадь (длина Ь х глубина Б) разлома (км2), ц -жёсткость среды (дин/см2). В таблице 2 приведены основные параметры
ряда землетрясений Земли [8, 16, 17]. Следует отметить, что фактические данные по длине разломов, величине подвижки по разломам и типам подвижки разломов многих землетрясений отсутствуют. Часто практикуется проходка траншей для определения параметров разлома землетрясения. Во многих случаях типы подвижек определяются при исследовании механизмов очагов землетрясений по вступлениям продольных сейсмических волн.
Таблица 2.
Основные параметры разломов ряда землетрясений Земли [8, 16, 17]
Землетрясение Дата М М 01027 (дин см) Ь (км) и (м) Тип подвижки
Сан-Франциско 18.04.1906 10 430 5-7 Сдвиг правосторонний
Канто 1.09.1923 7.9 7.6 130 2.1 Взбросо - сдвиг правосторонний
Танго 27.03.1927 7.5 0.46 35 3 Сдвиг левосторонний
Сев. Идзу 25.11.1930 7.0 0.2 20 3 Сдвиг левосторонний
Сайтама 21.091933 7.0 0.068 20 1 Сдвиг левосторонний
Санрику 2.03.1933 8.3 43 185 3.3 Сброс
Лонг-Бич 11.03.1933 0.028 30 0.2 Сдвиг правосторонний
Импириэл-Вэлли 19.05.1940 0.48 70 2 Сдвиг правосторонний
Тоттори 10.09.1943 7.4 0.36 33 2.5 Сдвиг правосторонний
Тонанкай 7.12.1944 7.0 15 120 3.1 Взброс
Микана 12.06.1945 7.1 0.087 12 2.2 Взбросо-сдвиг правосторонний
Нанкай 20.12.1946 8.1 15 120 3.1 Взброс
Фукуи 28.01.1948 7.3 0.33 30 2 Сдвиг левосторонний
Токати-Оки 4.03.1952 8.1 17 180 1.9 Взброс
Керн-Каунти 21.07.1952 2 60 4.6 Всбросо-сдвиг левосторонний
Фэйрвью 16.12.1954 0.13 36 2 Сбросо- сдвиг правосторонний
Чили 22.05.1960 2400 800 21 Взброс
Китамино 19.08.1961 7.0 0.09 12 2.5 Взбросо-сдвиг правосторонний
Васака бэй 27.03.1963 6.9 0.033 20 0.6 Сдвиг правосторонний
Сев. Атлантика 3.08.1963 0.12 32 1 Сдвиг правосторонний
Курилы 13.10.1963 75 250 3 Взброс
Сев. Атлантика 17.11.1963 0.038 27 0.48 Сдвиг правосторонний
Испания 15.03.1964 0.13 95 0.42 Взброс
Аляска 28.03.1964 520 500 7 Взброс
Ниигата 16.06.1964 7.5 3.2 80 3.3 Взброс
Рэт-Айланд I 4.02.1965 140 500 2.5 Взброс
Рэт-Айланд II 30.03.1965 3.4 50 1.2 Сброс
Паркфилд 28.06.1966 0.032 26 0.6 Сдвиг правосторонний
Алеутские о-ва 4.07.1966 0.226 35 1.6 Сдвиг правосторонний
Траки 12.09.1966 0.0083 10 0.3 Сдвиг правосторонний
Перу 17.10.1966 20 80 2.6 Взброс
Турция 22.07.1967 0.83 80 1.7 Сдвиг правосторонний
Боррего 9.04.1968 0.063 33 0.58 Сдвиг правосторонний
Токати-Оки 16.051968 7.0 28 150 4.1 Взбросо-сдвиг правосторонний
Сайтама 1.07.1968 6.1 0.019 10 0.92
Иран 31.08.1968 1 80 2.1 Сдвиг левосторонний
Португалия 28.02.1969 5.5 80 2.5 Взброс
Курилы 11.08.1969 22 180 2.9 Взброс
Гифу 9.09.1969 6.6 0.035 18 1 Сдвиг левосторонний
Перу 31.05.1970 10 130 1.6 Сброс
Сан-Фернандо 9.02.1971 0.12 20 1 Взбросо-сдвиг левосторонний
Нэмуро-Оки 17.06.1973 7.4 6.7 60 1.6 Взброс
Китай 27.07.1976 2 150 2.7 Сдвиг правосторонний
Кеминское, Кыргызстан 3.01.1911 8.2 7.5 200 8.5 Взбросо-сдвиг
[16]
Суусамырское, 19.08.1992 7.3 0.76 25 3.8 Взбросо-сдвиг
Кыргызстан [17] правосторонний
Исходные данные, методика и результаты
За основу наших исследований взят ежедневный каталог землетрясений (М > 2.5) Геофизической службы Соединенных Штатов (ИБОБ) за период с августа 2012 г. по февраль 2015 г. [18]. Длина разломов и подвижки по разломам определялись с использованием эмпирических формул Иида [10, 11] и Бонилла [14], соответственно, с определённой точностью. В качестве параметров динамики разломов землетрясний конкретного региона, отдельно взятой сейсмической зоны и зоны разлома на начальном этапе исследований нами предлагаются нижеследующие: 1 - последовательность (временного) проявления длины разломов; 2 -последовательность проявлений подвижек по разломам; 3- накопление длины разломов - изменение кумулятивнай (суммарной) длины во времени; 4- накопление подвижек по разломам - изменение кумулятивной (суммарной) подвижки во времени.
Динамика разломов землетрясений Земли в целом. Последовательность длины разломов землетрясений Земли за рассматриваемый период приведена на рисунке 1. На графике видны периоды активизации и затишья процесса образования разломов. Этим периодам свойственны своеобразные разломные ассоциации. В периодах активизации проявляются в основном крупные разломы землетрясений, а в периодах затишья -сравнительно мелкие разломы.
зоо
200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
Время, август 2008 г - февраль 2015 г
Рисунок 1. Последовательность проявления длины разломов землетрясений (М > 2.5) Земли целом с августа 2012 г. по февраль 2015 г. Периоды активизации и затишья обозначены пунктирной линией, локальные периоды активизации и затишья -точечной линией.
С августа 2012 г. по январь 2013 г. наблюдался период затишья. С 6 февраля наступил период активизации, образовался разлом землетрясения с магнитудой М=8.0 (на островах Санта-Крус). Пик активизации проявился 24 мая 2013 г. возникновением разлома землетрясения М=8.3 (ф = 54.874, ^=153.28). Длина разлома составляла около 250 км. После пика активизации резко наступил период затишья. С 8 ноября 2013 г. снова наступил период активизации, образовался разлом землетрясения М=7.8. Затем проявился пик активизации 1 апреля 2014 г. с образованием разлома землетрясения М=8.2 в Чили длиной около 224 км. После наблюдался спад активизации. 23 июня 2014 г. на острове Малый Ситкин (Аляска) образовался разлом землетрясения М=7.9. Далее снова отметился период затишья. Длительность времени между пиками активизации (от 24.05.2013 г. по 01.04.2014 г.) составила около 312 суток. На фоне периодов активизации и затишья наблюдались локальные периоды активизации и затишья. Длительность времени между экстремумами локальных периодов активизации колеблется от 54 суток до135 суток.
Характер накопления длины разломов землетрясений Земли в целом выражен на графике изменения кумулятивной (суммарной) длины (рисунок 2). График представлен неровной ступенчатой линией. Средняя линия (тренд) выражена формулой:
Ьк = 100.33? - 20650, (км) (5)
где Ьк - кумулятивная длина разломов (км), 1- время (сутки), коэффициент 100.33 имеет единицу измерения - км/сутки и представляет собой скорость накопления длины разломов. Нижний и верхний пределы флуктуации суммарной длины разломов землетрясений ограничиваются прямыми линиями, параллельными к средней линиии. Размах флуктуации
(расстояние между верхним и нижним пределами, обозначенные пунктирными линиями) суммарной длины составляет 4000 км, что представляет собой возможную максимальную суммарную длину разломов всех землетрясений Земли в целом в определённое время.
120000 -|-
о -I---------
360 460 560 660 760 860 960 1060 1160 1260
Время(сутки), январь 2013 г - февраль 2015 г Рисунок 2. Кумулятивная длина разломов землетрясений с магнитудами М > 2.5 Земли в целом с января 2013 г. по февраль 2015 г. Средняя линия (тренд) обозначена сплошной линией, пунктирными линиями - нижний и верхний пределы флуктуации.
Следует отметить, что на графике кумулятивной длины разломов землетрясений выделяются периоды активизации и затишья, отмеченные в последовательности проявления землетрясений (см. рисунок 1) соответственно с относительно большой и малой скоростью накопления длины разломов. График суммарной длины разломов в последнее время приближается к нижней линии флуктуации. На этой основе можно предположить, что в апреле - мае 2015 г., вероятно, наступит период активизации проявления разломов большой длины.
Накопление подвижек по разломам землетрясений с М > 2.5 Земли в целом приведено на рисунке 3. График изменения суммарной подвижки неровный. Средняя линия (тренд) выражена эмпирической формулой:
ик = 8.161? -1664.2, (м) (6)
где Ик - кумулятивная подвижка (м), 1- время (сутки), коэффициент 8.161 имеет единицу измерения - м/сутки и представляет собой скорость накопления подвижек по разломам. Нижний и верхний пределы флуктуации суммарной подвижки ограничиваются прямыми линиями, параллельными к средней линии. Размах флуктуации суммарной подвижки (между верхним и нижним пределами) составляет 300 м.
Время (сутки), январь 2013 г - февраль 2015 г.
Рисунок 3. Кумулятивная подвижка по разломам землетрясений с магнитудами М > 2.5 Земли в целом с января 2013 г. по февраль 2015 г. Средняя линия обозначена сплошной линией, пунктирными линиями - нижний и верхний пределы флуктуации.
Важно отметить, что на графике кумулятивной подвижки по разломам землетрясений выделяются периоды активизации и затишья с относительно большой и малой скоростью накопления подвижек, соответственно. График суммарной подвижки при большой скорости накопления приближается к верхнему пределу флуктуации, а при малой скорости накопления приближается к нижнему пределу флуктуации и указывает на близость наступления ожидаемого периода активизации проявления подвижек по разломам. Так, в последнее время отмечается приближение графика суммарной подвижки к нижней линии флуктуации и предполагается наступление периода активизации примерно в апреле-мае 2015 г. Время может быть локализовано в дальнейшем по ходу ежесуточного мониторинга разломов землетрясений.
Динамика разломов землетрясений Америки (Южной, Северной Америки) и её окрестности. Последовательность длины разломов землетрясений Америки за август 2012 г. - февраль 2015 г. приведена на рисунке 4. На графике отмечаются периоды активизации и затишья процесса образования разломов.
250
200
3 150
о
4 м
ев &
ев
100
Ч
50
0
1
jjlU.ltA.iU
\
: \
Ч
200 290 380
470 560 650 740 830 920 1010 1100 1190 Время, август 2012 г-февраль 2015 г
Рисунок 4. Последовательность проявления длины разломов землетрясений (М > 2.5) Америки с августа 2012 г. по февраль 2015 г. Периоды активизации и затишья обозначены пунктирной линией, локальные периоды активизации и затишья -точечной линией
28 октября 2012 г. образовался разлом землетрясения М=7.7 (Метлакатла) длиной около 125 м. Данная длина разлома является пиком периода активизации после периода затишья с 2008 г. Далее наступил период затишья. С 25 сентября 2013 г., вероятно, наступил период активизации, при котором образовался разлом землетрясения М=7.8. Пик активизации проявился 1 апреля 2014 г. образованием разлома землетрясения М=8.2 в Чили. Длина разлома составляла около 224 км. После наблюдался спад активизации. 14 октября 2014 г. в Никарагуа образовался разлом землетрясения М=7.3. Далее снова отмечен период затишья. Длительность времени между моментами образования разломов 28.10.2012 г. и 01.04.2014 г. (пики активизации) составила около 520 суток. На фоне периодов активизации и затишья наблюдались локальные периоды активизации и затишья. Длительность времени между экстремумами локальных периодов активизации колеблется от 69 суток до 263 суток.
Характер накопления длины разломов землетрясений Америки выражен на графике изменением кумулятивной (суммарной) длины (рисунок 5). График его неровный. Средняя линия (тренд) выражена эмпирической формулой:
Ьк = 27.164? - 7344.5, (км) (7)
где Ьк - кумулятивная длина разломов (км), 1- время (сутки), коэффициент 27.16 имеет единицу измерения - км/сутки и представляет собой скорость накопления длины разломов.
Нижний и верхний пределы флуктуации суммарной длины разломов землетрясений ограничиваются прямыми линиями, параллельными к средней линии. Размах флуктуации (расстояние между верхним и нижним пределами, обозначенные пунктирными линиями) суммарной длины составляет 3000 км, что представляет собой возможную максимальную суммарную длину разломов всех землетрясений Америки в определённое время.
30000 25000
§ и
^ 20000
ев Я
Ч Ч
« 15000
я п в н
Ч 10000
§
5000 0
200 290 380 470 560 650 740 830 920 1010 1100 1190 1280
Время, август 2012 г - февраль 2015 г
Рисунок 5. Кумулятивная длина разломов землетрясений с магнитудами М > 2.5 в Америке с августа 2014 г. по февраль 2015 г. Средняя линия (тренд) обозначена сплошной линией, пунктирными линиями - нижний и верхний пределы флуктуации.
Следует отметить, что на графике кумулятивной длины разломов землетрясений выделяются периоды активизации и затишья, отмеченные также в последовательности проявлений землетрясений (см. рисунок 4), с относительно большой и малой скоростью накопления длины разломов, соответственно. Положение графика за последнее время позволяет сказать, что образование крупных разломов в ближайшие месяцы 2015 г. маловероятно.
Накопление подвижек по разломам землетрясений с М > 2.5 Америки приведено на рисунке 6. График изменения суммарной подвижки неровный. Средняя линия (тренд) выражена эмпирической формулой:
ик = 2.0499? - 574.34, (м) (8)
где Ик - кумулятивная подвижка (м), 1- время (сутки), коэффициент 2.0499 имеет единицу измерения - м/сутки и представляет собой скорость накопления подвижек по разломам. Нижние и верхние пределы флуктуации суммарной подвижки ограничиваются прямыми линиями, параллельными к средней линии. Размах флуктуации суммарной подвижки (между верхним и нижним пределами) составляет 280 м.
2000
1800
1600
а 1400
1200
3 1000
800
¡^ 600
а
400 200 0
200 290 380 470 560 650 740 830 920 1010 1100 1190 Время, август 2012 г - февраль 2015 г
Рисунок 6. Кумулятивная подвижка по разломам землетрясений с магнитудами М > 2.5 в Америке за период с августа 2014 г. по февраль 2015 г. Средняя линия обозначена сплошной линией, пунктирными линиями - нижний и верхний пределы флуктуации.
На графике кумулятивной подвижки по разломам землетрясений выделяются периоды активизации и затишья с относительно большой и малой скоростью накопления подвижек соответственно. Скорость накопления подвижек по разломам ожидаемых землетрясений Америки в ближайшие месяцы 2015 г., вероятно, останется близкой к её средней скорости накопления - около 2 м/сутки и большие подвижки не ожидаются.
Динамика разломов землетрясений Азии. Последовательность длины разломов землетрясений Азии за август 2012 г. - февраль 2015 г. приведена на рисунке 7. На графике отмечаются периоды активизации и затишья процесса образования разломов.
300
250
200
§ 150 а
ч: 100
50
Щ1
ш
200 290 380 470 560 650 740 830 920 1010 1100 1190 1280
Время (год)
Рисунок 7. Последовательность проявления длины разломов землетрясений (М > 2.5) Азии с августа 2012 г. по февраль 2015 г. Периоды активизации и затишья обозначены
0
пунктирной линией, локальные периоды активизации и затишья - точечной линией.
Пиком активизации был разлом землетрясения с М=9.0, произошедшего 11 марта 2011 г. (Тохоку, Японии). 14 августа 2012 г. отмечался спад активизации, образовался разлом землетрясения М=7.7 (Охотское море). Длина разлома составляла около 125 км. После наступил период затишья, а с 16 апреля 2013 г. наступил - период активизации и образовался разлом землетрясения М=7.8 (Иран-Пакистан), длиной около 141 км. 24 мая 2013 г. проявился пик активизации с образованием разлома землетрясения М=8.3 в Охотском море. Длина разлома составляла около 251 км. После наблюдался спад активизации. Затем - 24 сентября 2013 г. в Пакистане образовался разлом землетрясения М=7.7. Далее снова отметился период затишья. 23 июня 2014 г. образовался разлом землетрясения М=7.9 на острове Малый Ситкин (Аляска). Длина его составляла около 158 км, которая представляет собой либо пик периода активизации, либо наступление периода активизации. После наблюдался спад активизации и 15 ноября 2014 г. образовался разлом землетрясения М=7.1 длиной около 63 км. Далее наступил период затишья. Промежуток времени между разломами 24 мая 2013 г. и 23 июня 2014 г. Азии составляет около 395 суток.
На фоне этих периодов активизации и затишья наблюдаются локальные периоды активизации и затишья. Длительность времени между экстремумами локальных периодов активизации колеблется от 18 суток до 141 суток.
Характер накопления длины разломов землетрясений Азии выражен на графике изменения кумулятивной (суммарной) длины (рисунок 8). График его неровный. Средняя линия (тренд) выражена эмпирической формулой:
Ьк = 31.577? - 6709.6, (км) (9)
где Ьк - кумулятивная длина разломов (км), 1- время (сутки), коэффициент 31.577 имеет единицу измерения - км/сутки и представляет собой скорость накопления длины разломов. Нижний и верхний пределы флуктуации суммарной длины разломов землетрясений ограничиваются прямыми линиями, параллельными к средней линию. Размах флуктуации (расстояние между верхним и нижним пределами, обозначенные пунктирными линиями) суммарной длины составляет 1900 км, что представляет собой возможную максимальную суммарную длину разломов всех землетрясений Азии в определённое время.
Время, август 2012 г- февраль 2015 г
Рисунок 8. Кумулятивная длина разломов землетрясений с магнитудами М > 2.5 в Азии с августа 2014 г по февраль 2015 г. Средняя линия обозначена сплошной линией, пунктирными линиями - нижний и верхний пределы флуктуации.
Следует отметить, что на графике кумулятивной длины разломов землетрясений выделяются периоды активизации и затишья, отмеченные также в последовательности проявлений землетрясений (см. рисунок 7), с относительно большой и низкой скоростью накопления длины разломов соответственно. График суммарной длины разломов землетрясений в последнее время приближается к нижней линии флуктуации. Это позволяет предположить, что в ближайшие месяцы апрель-май 2015 г. возможно образование крупных разломов землетрясений.
Накопление подвижек по разломам землетрясений с М >2.5 Азии приведено на рисунке 9. График изменения суммарной подвижки неровный. Средняя линия (тренд) выражена эмпирической формулой:
ик = 2.6278/ - 553.54, (м) (10)
где Ик - кумулятивная подвижка (м), 1- время (сутки), коэффициент 2.62 имеет единицу измерения - м/сутки и представляет собой скорость накопления подвижек по разломам. Нижние и верхние пределы флуктуации суммарной подвижки ограничиваются прямыми линиями, параллельными к средней линии. Размах флуктуаций суммарной подвижки (между верхним и нижним пределами) составляет 170 м.
Время, август 2008 г - февраль 2015 г
Рисунок 9. Кумулятивная подвижка по разломам землетрясений с магнитудой М > 2.5 в Азии с августа 2014 г. по февраль 2015 г. Средняя линия (тренд) обозначена сплошной линией, пунктирными линиями - нижний и верхний пределы флуктуации.
На графике кумулятивной подвижки по разломам землетрясений выделяются периоды активизации и затишья с относительно большой и малой скоростью накопления подвижек соответственно. Положение графика суммарной подвижки в последнее время позволяет предположить, что в апреле-мае 2015 г. наступит активизация и возможны большие подвижки по разломам землетрясений Азии.
В таблице 3 приведено время пиков периода активизации в последовательности разломов землетрясений Земли в целом, а также Америки и Азии.
Таблица 3.
Время пиков (периода) активизации разломов землетрясений
Время пиков (периода активизации) образования разломов землетрясений
Земля в целом 11.03.2011 24.05.2013 01.04.2014 04.2015 -05. 2015?
Америка 28.10.2012 01.04.2014
Азия 11.03.2011 24.05.2013 04.2015 -05. 2015?
В проявлении пиков активизации разломов землетрясений отмечается своеобразный цикл с определённой длительностью. Пики активизации Азии в большинстве случаях совпадают с пиками активизации Земли в целом. Пики активизации Америки иногда совпадают с пиками активизации Земли в целом.
В таблице 4 приведена рассчитанная скорость накопления длины разломов и подвижек по разломам землетрясений Земли, Америки, Азии.
Таблица 4.
Рассчитанная средняя скорость накопления длины разломов и подвижек по разломам
Скорость накопления длины разломов землетрясений, км/сутки Скорость накопления подвижек по разломам землетрясений, м/сутки
Земля в целом 100.3 8.6
Америка 27.16 2.0
Азия 31.7 2.6
Скорость накопления длины разломов и скорость накопления подвижек по разломам в Америке и Азии около трёх раз меньше, чем скорость накопления длины разломов и скорость накопления подвижек по разломам в Земле в целом.
Размах нижнего и верхнего пределов флуктуации кумулятивной (суммарной) длины разломов землетрясений и суммарной подвижки по разломам землетрясений Земли, Америки, Азии приведены в таблице 5.
Таблица 5.
Размах (расстояние между нижним и верхним пределами) флуктуации кумулятивной (суммарной) длины разломов землетрясений и подвижек по разломам землетрясений
Размах флуктуации длины Размах флуктуации подвижки по
разлома, км разлому, м
Земля в целом 4000 300
Америка 3000 280
Азия 1900 170
Из таблицы видно, что размах флуктуации (расстояние между верхним и нижним пределами) суммарной длины, т.е. возможная максимальная суммарная длина, разломов всех землетрясений Америки и Азии в определённое время разный.
Заключение
1. Изучена динамика разломов землетрясений Земли в целом, Америки, Азии. В последовательности образования длины разломов землетрясений и проявлении подвижек по разломам Земли в целом, Америки, Азии выделяются периоды активизации и затишья, которые выражают динамику разломов. На пиках активизации проявляются крупные разломы и большие подвижки. По пикам активизации отмечаются циклы различной длительности.
2. Средняя скорость накопления длины разломов составляет около 100.3 км/сутки на Земле целом, 27.1 км/сутки в Америке, 31.5 км/сутки в Азии. Средняя скорость накопления подвижек по разломам землетрясений составляет около 8.6 м/сутки на Земле в целом, 2.0 м/сутки в Америке, 2.6 м/сутки в Азии.
3. Динамика разломов землетрясений играет предопределяющую роль в геодинамических и сейсмических процессах.
4. Графики кумулятивной длины разломов и кумулятивной подвижки по разломам позволяют предположить, что в апреле-мае 2015 г. наступит период активизации образования разломов землетрясений на Земле, а именно в Азии. Время может быть локализовано в дальнейшем по ходу ежесуточного мониторинга разломов землетрясений.
Литература
1. Reid H.F. The elastic-rebound theory of earthquakes. University of California Publ.Geol.Sci., 6, 1911. PP. 413-44.
2. Benioff H., Press F., Smith S.W. Excitation of the free oscillations of the earth by earthquakes. // J.Geophys. Res., 66, 1961. PP. 605-18.
3. Brune J. N. Tectonic stress and the spectra of seismic shear waves from earthquakes. //J.Geophys. Res., 75, 1970. PP. 4997-5009.
4. Omuraliev M. Dynamic segmentation of the active faults and model of the earthquake focus development in the Tien Shan. Japan Geosciense Union Meeting, 17 may 2009.
5. Gutenberg B., Richter C.F. Seismicity of the Earth and associated phenomena. 2nd edition, Princeton, New Jersey: Princeton University Press, 1954. 295 p.
6. Richter C.F. Elementary seismology. San Francisco: W.H.Freeman & Co., 1958. 768 p.
7. Brune J. N. Seismic moment, seismicity and rate of slip along major fault zones. // J.Geophys.Res. 73, 1968. pp.777-784.
8. Касахара К. Механика землетрясений. М.: Мир, 1985. 264 с.
9. Kanamori H., Anderson D.L. Theoretical basis of some empirical relations in seismology. // Bull. Seismol. Soc. Am., 65, 1975. PP. 1073-95.
10. Iida K. Earthquake energy and earthquake fault. J. Earth. Sci., Nagoya University, 7, 1956. PP. 98-107.
11. Iida K. Earthquake magnitude, earthquake fault and source dimensions. // J. Earth. Sci., Nagoya University, 13, 1965. PP.115-32.
12. Otsuka M. Earthquake magnitude and surface fault formation. // Zisin, J. Seismol. Soc. Japan, 2nd Series, 18, 1965. PP. 1-8.
13. Chinnery M.A. Earthquake magnitude and source parameters. // Bull. Seismol. Soc. Am., 59, 1969. PP.1969-82.
14. Bonilla M.G. Surface faulting and related effects. In Earthquake Engineering, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1970.
15. Aki K. Generation and propagation of G waves from the Niigata earthquake of June 16 1964. Part 2 Estimation of earthquake moment, released energy, and stress-strain drop from the G-wave spectrum. Bull. Earthq. Res. Inst., Tokyo University, 44, 1966. PP.73-88.
16. Богданович К.И., Карк И.М., Корольков Б.Я., Мушкетов Д.И. Землетрясение в северных цепях Тянь-Шаня, 22 декабря 1910 (4 января 2011). -СПб., 1914. 270 с.
17. Omuraliev M., Omuralieva A. Late Cenozoic tectonics of the Tien Shan, Kyrgyzstan, Central Asia. Bishkek:Ilim, 2004. 166 p.
18. Каталог землетрясений Геологической службы США / USGS <http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/>.
Рецензент: д.г.-м.н. Абдрахматов К.Е.
