CC BY
5УДК 550.34 Омуралиева А.
Институт сейсмологии НАН КР, г. Бишкек, Кыргызстан
ИСТОРИЧЕСКИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ С K > 13.6 В ПРЕДЕЛАХ БАТКЕНСКОЙ
ОБЛАСТИ И ПРИЛЕГАЮЩИХ ТЕРРИТОРИЙ: ИХ ВОЗМОЖНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Аннотация. Изучено пространственно-временное распределение рассматриваемых землетрясений с K > 13.6 на площади, ограниченной координатами ф= 39°-40°40', X = 68°-72°30' за 1822-2020 гг., что является важным условием для всестороннего анализа сейсмической опасности. Впервые оценены параметры сейсмических воздействий: границы очаговых и близких зон, границы близких и дальних зон, преобладающие периодов колебаний, продолжительность колебаний, интенсивность сотрясений, а также значения пиковых ускорений в очаговых зонах в зависимости от механизмов очагов.
В последовательности проявления рассматриваемых землетрясений с характерными параметрами сейсмических воздействий установлена иерархия сейсмических циклов. Хаитское землетрясение (K = 17.0, Ms=8.1, 1949 г.) с максимальными параметрами сейсмического воздействия проявилось на пике сейсмической активизации, Исфара-Баткенское землетрясение (K=15.5, Ms=7.1, 1977 г.)- в период спада активизации, Канское землетрясение (K=14.8, Ms=6.7, 2007 г.) -в период повторного затишья цикла второго порядка.
Построены карты - схемы распределения параметров сейсмических воздействий, в частности, очаговых зон землетрясений с K > 13.6 в пределах Баткенской области и прилегающих территорий. Определены максимальные возможные параметры разломов очаговых зон, в частности максимальная подвижка, длина разрыва поверхности, область разрыва, время подготовки землетрясения.
Ключевые слова: границы очаговых и близких зон, границы близких и дальних зон, преобладающие периоды колебаний, продолжительность колебаний, интенсивность сотрясений, значения пиковых ускорений в очаговых зонах, механизмы очагов, максимальная подвижка разломов очаговых зон, длина разрыва поверхности, область разрыва, время подготовки землетрясения.
БАТКЕН ОБЛУСУНУН ЖАНА АГА ЧЕКТЕШ АЙМАКТАРДЫН ИЧИНДЕГИ K > 13.6 ТАРЫХЫЙ ЖЕР ТИТИРeeлeРY: АЛАРДЫН СЕЙСМИКАЛЫК ТААСИРИНИН МYМКYН БОЛГОН ПАРАМЕТРЛЕРИ
Кыскача мазмуну. 1822-2020-жылдардагы ф=39°-40°40', X=68°-72°30' координаттары менен чектелген аймакта сейсмикалык энергиясы K > 13.6 болгон жер титирeeлeрдYн мейкиндик жана убакыттык боюнча жайгашышы изилденген, бул сейсмикалык коркунучту комплекстYY талдоо YЧYн маанилYY шарт болуп эсептелинет. Сейсмикалык таасирлердин параметрлери (очок жана жакын зоналардын чек аралары, жакынкы жана алыскы зоналардын чек аралары, термелYYHYн басымдуу периоддору, термелYYHYн узактыгы, термелYYHYн интенсивдYYЛYГY, ошондой эле очок механизмдерине жараша очок зоналардагы эц чоц ылдамдануулардын мааниси) биринчи жолу аныкталды.
Сейсмикалык таасирдин мYнeздYY параметрлери бар каралган жер титирeeлeрдYн пайда болуу ырааттуулугунда сейсмикалык циклдердин иерархиясы белгиленген. Сейсмикалык таасирдин максималдуу параметрлери бар Хаит жер
титирeeсY (K=17, Ms=8.1, 1949) сейсмикалык активдешYYнYн туу чокусунда, Исфара-Баткен жер титирeeсY (K=15.5, Ms=7.1, 1977) - сейсмикалык активдешYY басацдаганда, Кан жер титирeeсY (K=14.8, Ms=6.7, 2007) - экинчи тартиптеги циклдин кайталанган тынч мезгилде пайда болгон.
Баткен облустагы жана ага чектеш аймактардагы K > 13.6 жер титирeeлeрдYн очок зоналардагы сейсмикалык таасирдин параметрлеринин бeлYштYPYY карта-схемалары жасалган. Очок зонанын жаракаларынын мYмкYн болгон максималдуу параметрлери аныкталган, атап айтканда, максималдуу жылышуу, жер бетиндеги жараканын узундугу, жараканын аймагы жана жер титирee пайда болуу убактысы.
Негизги сездер: очок жана жакын зоналардын чек аралары, жакынкы жана алыскы зоналардын чек аралары, термелYYHYн басымдуу периоддору, термелYYHYн узактыгы, термелYYHYн интенсивдYYЛYГY, очок зоналардагы эц чоц ылдамдануулардын мааниси, очок механизмдери, очок зоналардын жаракаларынын максималдуу жылышы, жер бетиндеги жараканын узундугу, жараканын аймагы, жер титирee пайда болуу убактысы.
HISTORICAL EARTHQUAKES WITH K > 13.6 WITHIN THE BATKEN REGION AND ADJACENT TERRITORIES: THEIR POSSIBLE PARAMETERS OF SEISMIC
IMPACTS
Abstract. The spatial-temporal distribution of earthquakes with K > 13.6 in the area limited by the coordinates ф=39°-40°40 ', X=68°-72°30' for 1822-2020 was studied, which is an important condition for a comprehensive analysis of seismic hazard. For the first time, the parameters of seismic impacts were estimated: boundaries of focal and nearby zones, boundaries of near and distant zones, prevailing periods of oscillations, duration of oscillations, intensity of shaking, as well as the values of peak accelerations in focal zones, depending on focal mechanisms.
A hierarchy of seismic cycles is established in the sequence of considered earthquakes' manifestation with characteristic parameters of seismic impacts. The Khait earthquake (K=17.0, Ms=8.1, 1949) with the maximum parameters of the seismic impact manifested itself at the peak of seismic activation, the Isfara-Batken earthquake (K=15.5, Ms=7.1, 1977) - during the recession of the activation, the Kan earthquake (K=14.8, Ms=6.7, 2007) - during the period of the second calm cycle of the second order.
Schematic map of distribution of parameters of seismic impacts, in particular, K > 13.6 earthquakes' focal zones within the Batken region and adjacent area is plotted. Maximum possible parameters of faults in focal zone are determined, in particular, maximum displacement, surface rupture length, rupture area, and earthquake preparation time.
Keywords: boundaries of focal and nearby zones, boundaries of near and distant zones, prevailing periods of oscillations, duration of oscillations, intensity of shaking, values of peak accelerations in focal zones, focal mechanisms, maximum displacement of focal zones faults, length of surface rupture, rupture area, earthquake preparation time.
В работе использован каталог землетрясений Института сейсмологии НАН КР на площади, ограниченной координатами ф=39°-40°40', Х=68°-72°30' за 1822-2020 гг., откуда были выбраны землетрясения с K > 13.6 (рисунок 1).
С использованием формул [1, 2] определены значения магнитуды по поверхностным волнам Ms и локальной магнитуды MLH:
Mw = 0.67Ms+2.07 при 3.0 < Ms < 6.1 Mw =0.99Ms при 6.2 < Ms < 8.2 Mw = 0.97MLH+0.19.
(1) (2) (3)
На основании зависимости сейсмической энергии K=lgE (Дж) и магнитуды М Гутенберга -Рихтера [3] получаем формулу:
^4.8+1.5 M.
(4)
Значения магнитуды Гутенберга-Рихтера и магнитуды поверхностных волн Ms приведены в таблице 1.
69 30' 70 00' 70 30' Условные обозначения:
Энергетический класс землетрясений
О - 13.6<К<14.6
Рисунок 1. Карта-схема распределения землетрясений с K > 13.6 в пределах Баткенской области и прилегающих территорий за 1822-2020 гг.
Таблица 1. Землетрясения с K >13.6 на площади ф=39°-40°40', Х=68°-72°30' за 1822-2020 гг.
Year month day hour min sec lat long H К Ms
1822 9 1 0 0 0 40.3 71.5 12 15.2 6.9
1823 1 1 0 0 0 40.3 71.5 12 15.2 6.9
1869 3 25 0 30 0 39.9 69.5 30 13.9 6.1
1888 11 28 6 40 0 40.0 69.8 20 15.3 7.0
1893 11 5 3 30 0 39.5 69.4 40 14.6 6.5
1897 9 17 15 10 0 39.8 68.4 25 15.7 7.2
1897 9 17 17 19 0 39.9 68.0 45 15.8 7.3
1902 4 17 21 10 0 40.0 71.0 30 14.4 6.4
1902 8 12 17 16 0 39.5 68.5 35 14.7 6.6
1907 9 15 17 46 0 40.3 72.5 10 14.6 6.5
1907 9 19 19 14 0 40.3 72.5 14 13.9 6.1
1914 1 13 21 0 0 40.3 71.8 20 13.7 5.9
1923 12 20 15 13 24 39.5 72.0 15 14.1 6.2
1923 12 28 22 24 48 39.6 69.2 18 15.3 7.0
1926 4 11 6 26 24 40.6 69.5 18 13.7 5.9
1930 3 6 15 44 20 39.0 72.0 10 13.7 5.9
1932 10 29 11 8 50 39.2 72.2 20 14.5 6.5
1933 9 9 19 34 21 40.1 70.7 26 13.6 5.9
1939 5 30 10 7 6 39.0 70.45 6 14.1 6.2
1941 4 20 17 38 27 39.2 70.5 8 15.6 7.2
1941 4 26 23 10 58 39.3 70.6 10 14 6.1
1941 5 6 16 55 29 39.3 70.6 10 14.1 6.2
1942 2 28 4 54 55 39.2 70.9 10 14 6.1
1943 6 2 2 55 24 39.2 71.8 10 13.7 5.9
1948 11 22 16 6 4 39.2 68.1 30 13.7 5.9
1949 7 8 8 2 16 39.2 70.8 18 14 6.1
1949 7 10 3 53 38 39.2 70.8 16 17 8.1
1949 7 10 14 13 24 39.2 71.1 10 13.6 5.9
1949 7 10 15 19 0 39.1 71.0 10 14 6.1
1949 7 10 15 49 17 39.2 71.1 19 15 6.8
1949 7 10 16 24 0 39.1 71.0 14 15 6.8
1949 7 19 17 42 12 39.1 71.1 10 14 6.1
1951 4 14 4 10 6 39.1 71.6 25 14.5 6.5
1951 5 12 22 7 52 39.6 71.2 25 13.8 6.0
1955 7 19 8 47 38 39.7 68.0 14 13.6 5.9
1977 1 31 14 26 14.6 40.08 70.87 20 15.5 7.1
1977 6 3 1 5 23.8 40.0 71.82 15 14.2 6.3
1978 11 2 6 24 10 39.43 72.5 25 14 6.1
1978 11 2 11 15 35.5 39.4 72.38 10 13.6 5.9
1978 11 8 0 57 44.5 39.4 72.47 20 13.8 6.0
1982 5 6 15 42 20.9 40.17 71.5 20 14.4 6.4
1984 10 26 20 22 17.6 39.2 71.23 15 14.5 6.5
1985 10 13 15 59 51.8 40.28 69.8 10 14.6 6.5
1990 11 3 16 39 50.8 39.15 71.45 10 13.8 6.0
1995 2 20 4 12 22.2 39.38 71.03 4 13.6 5.9
2006 7 6 3 57 47.9 39.17 71.73 13.7 5.9
2007 1 8 17 21 48.3 39.7 70.35 14.8 6.7
2007 7 21 22 44 16.1 39.02 70.77 13.6 5.9
2011 7 19 19 35 43.9 40.12 71.45 17 14.1 6.2
2017 5 3 4 47 11.7 39.45 71.43 23 14.5 6.5
2017 5 5 5 9 33.7 39.43 71.5 18 13.9 6.1
По данным сводов правил СП XXX.1325800.2017, СП 408.1325800.2018 Российской Федерации [4, 5] (Детальное сейсмическое районирование и сейсмическое микрорайонирование для территориального планирования) параметрами сейсмических воздействий являются границы: очаговых и близких зон ^о-б, км), близких и дальних зон ^б-д, км); а также параметры: преобладающих периодов колебаний (Т, сек), продолжительность колебаний (^ сек) и интенсивности сотрясений (I, балл) с учетом продолжительности колебаний (1), т.е. ширины импульса землетрясений. Пиковое ускорение грунта зависит от расстояния между очагом землетрясения и точкой наблюдения.
Граница между очаговой и ближней зонами находится на расстоянии:
^о-б= 0.33Ms-1.51.
Ускорение в очаговой зоне зависит от типов подвижек в очаге: для поддвигов -10 м/с2, для взбросов (надвигов) - 8.7 м/с2, для взбросо-сдвигов - 7.6 м/с2, для сдвигов -6.6 м/с2, для сбросо-сдвигов - 5.8 м/с2, для сбросов - 5 м/с2. При этом в очаговой зоне амплитуды не зависят от категории грунта.
Граница между ближней и дальней зонами находится на расстоянии:
^-д = 0.33 Ms - 0.61. Значение PGA на этой границе равно 1.7 м/с2 при любых условиях. Преобладающий период (Т) ускорений определяем по формуле:
^Т = 0.15 Ms + 0.25 ^ Ягип + С1 - 1.9 ± 0.20, где Ягип - гипоцентральное расстояние, причём в ближней и очаговой зонах величина Т не зависит от расстояния; С1=- 0.20 для поддвигов, - 0.10 для взбросов, 0.00 - для сдвигов и 0.10 - для сбросов. При Ягип < Яб-д для расчётов используется величина Яб-д. Преобладающий период Т не зависит от типа грунта.
Продолжительность колебаний т в дальней зоне - по формуле: ^т = 0.15 Ms +0.5 + С1 +С2 -1.3, где Я - расстояние, на котором находится точка от очага землетрясения, коэффициент С1 равен 0.25 для сбросов, 0.00 для сдвигов и - 0.25 для взбросов, С2 равняется -0.15 для грунтов 1 -й категории, 0. 00 для грунтов 2-й категории и 0.4 для грунтов 3 -й категории. Общая продолжительность записи примерно в 5 раз превышает ширину импульса.
Сейсмическую интенсивность I с учётом продолжительности т - по формуле:
I = 2.5 lgPGA+ 1.25 ^т +1.05.
Результаты определения значений вышеотмеченных параметров сейсмических воздействий землетрясений с К > 13.6 Баткенской области и прилегающих территорий приведены в таблице 2.
Таблица 2. Параметры сейсмических воздействий землетрясений в Баткенской области и прилегающих территорий за 1822-2017 гг.: границы очаговых и близких зон ^о-б, км), границы близких и дальних зон ^б-д, км); параметры преобладающих периодов колебаний (Т, сек), продолжительность колебаний (^ сек), интенсивность сотрясений (I, балл) с учетом продолжительности колебаний (^ - ширины импульса землетрясений.
Year month day lat
1822 9 1 40.3
1823 1 1 40.3
1869 3 25 39.9
1888 11 28 40.0
1893 11 5 39.5
1897 9 17 39.8
1897 9 17 39.9
1902 4 17 40.0
1902 8 12 39.5
1907 9 15 40.3
1907 9 19 40.3
1914 1 13 40.3
1923 12 20 39.5
1923 12 28 39.6
1926 4 11 40.6
1930 3 6 39.0
1932 10 29 39.2
ng H Ms Яо-б
71.5 12 6.9 5.9
71.5 12 6.9 5.9
69.5 30 6.1 3.1
69.8 20 7.0 6.2
69.4 40 6.5 4.4
68.4 25 7.2 7.6
68.0 45 7.3 7.9
71.0 30 6.4 4.0
68.5 35 6.6 4.6
72.5 10 6.5 4.4
72.5 14 6.1 3.1
71.8 20 5.9 2.8
72.0 15 6.2 3.4
69.2 18 7.0 6.2
69.5 18 5.9 2.8
72.0 10 5.9 2.8
72.2 20 6.5 4.2
Яб-д T, сек т, сек. I, балл
47.0 0.17 2.11 8.8
47.0 0.17 2.11 8.8
24.8 0.13 1.14 8.5
49.4 0.18 2.21 8.8
35.0 0.15 1.59 8.7
60.1 0.19 2.66 8.9
63.1 0.20 2.79 9.0
31.7 0.14 1.45 8.6
36.8 0.15 1.67 8.7
35.0 0.15 1.59 8.7
24.8 0.13 1.14 8.5
22.5 0.12 1.04 8.4
27.4 0.14 1.26 8.5
49.4 0.18 2.21 8.8
22.5 0.12 1.04 8.4
22.5 0.12 1.04 8.4
33.3 0.15 1.52 8.6
1933 9
1939 5
1941 4
1941 4
1941 5
1942 2
1943 6
1948 11
1949 7
1949 7
1949 7
1949 7
1949 7
1949 7
1949 7
1951 4
1951 5
1955 7
1977 1
1977 6
1978 11
1978 11
1978 11
1982 5
1984 10
1985 10
1990 11
1995 2
2006 7
2007 1
2007 7
2011 7
2017 5
2017 5
9 40.1
30 39 20 39.2 26 39.3 6 39.3 28 39.2
2 39.2 22 39.2 8 39.2
10 39.2 10 39.2 10 39.1 10 39.2 10 39.1 19 39.1 14 39.1
12 39.6
19 39.7
31 40.08
3 40.0 2 39.43
2 39.4 8 39.4 6 40.17 26 39.2
13 40.28
3 39.15
20 39.38 6 39.17 8 39.7
21 39.02 19 40.12 3 39.45 5 39.43
70.7 26 70.45 6
70.5 8
70.6 10 70.6 10 70.9 10
71.8 10 68.1 30 70.8 18 70.8 16 71.1 10
71.0 10
71.1 19
71.0 14
71.1 10 71.6 25
71.2 25 68.0 14 70.87 20 71.82 15 72.5 25 72.38 10 72.47 20 71.5 20 71.23 15 69.8 10 71.45 10
71.03 4 71.73 70.35 70.77 71.45 17 71.43 23 71.5 18
5.9 2.7
6.2 3.4
7.2 7.2
6.1 3.3
6.2 3.4 6.1 3.3 5.9 2.8 5.9 2.8 6.1 3.3 8.1 14.3 5.9 2.7 6.1 3.3 6.8 5.4
6.8 5.4 6.1 3.3 6.5 4.2
6.0 3.0
5.9 2.7
7.1 6.9
6.3 3.6
6.1 3.3 5.9 2.7 6.0 3.0
6.4 4.0
6.5 4.2 6.5 4.4
6.0 3.0 5.9 2.7 5.9 2.8 6.7 4.9 5.9 2.7
6.2 3.4 6.5 4.2
6.1 3.1
21.4 0.12
27.4 0.14
57.2 0.19 26.1 0.13
27.4 0.14 26.1 0.13
22.5 0.12
22.5 0.12 26.1 0.13 113.8 0.26 21.4 0.12 26.1 0.13
42.6 0.17 42.6 0.17 26.1 0.13
33.3 0.15 23.6 0.13
21.4 0.12
54.5 0.18 28.8 0.14 26.1 0.13 21.4 0.12
23.6 0.13
31.7 0.14
33.3 0.15 35.0 0.15 23.6 0.13
21.4 0.12
22.5 0.12
38.6 0.16 21.4 0.12 27.4 0.14 33.3 0.15
24.8 0.13
0.99 8.4
1.26 8.5
2.54 8.9
1.20 8.5
1.26 8.5
1.20 8.5
1.04 8.4
1.04 8.4
1.20 8.5
4.90 9.3
0.99 8.4
1.20 8.5
1.92 8.8
1.92 8.8
1.20 8.5
1.52 8.6
1.09 8.4
0.99 8.4
2.42 8.9
1.32 8.5
1.20 8.5
0.99 8.4
1.09 8.4
1.45 8.6
1.52 8.6
1.59 8.7
1.09 8.4
0.99 8.4
1.04 8.4
1.75 8.7
0.99 8.4
1.26 8.5
1.52 8.6
1.14 8.5
Можно отметить, что радиус очаговой зоны ^о-б) Исфара-Баткенского землетрясения (£=15.5, Мs=7.1, 1977 г.) составил 6.9 км, Хаитского землетрясения (£=17.0, Мs=8.1, 1949 г.) - 14.3 км. Тип подвижек в очагах, например, Исфара-Баткенского землетрясения (£=15.5, Мs=7.1, 1977 г.) был взбросо-сдвиговый, Хаитского землетрясения (£=17.0, Мs=8.1, 1949 г.) - вероятно поддвиговый. Ускорение в их очаговых зонах составляло 7.6 м/с2 и 10 м/с2, соответственно.
На рисунках 2-5 приведены графики изменения расстояния границы между очаговой и ближней зонами, расстояния границы между ближней и дальней зонами, изменения преобладающего периода колебания, продолжительности сейсмических колебаний (ширина импульса) в зависимости от магнитуды поверхностных сейсмических волн.
ч
о
0 са
£ ^
« И А
5 «5Р 0
1 £
I ^0
А «п Ив 0 8 о Я «
ев &
-
а
№ О
н о и ев
еь
1
0,9 0,8 0,7 ,6 ,5 4 0,3 0,2 0,1 0
о -б - 0 ,3 3М /1» - 1 ,5 1
1 Г = 1
г*
г
л
И
¥
5,50 5,70 5,90 6,10 6,30 6,50 6,70 6,90 7,10 Магнитуда поверхностных сейсмических волн Мз
7,30 7,50
Рисунок 2. График изменения расстояния границы между очаговой и ближней зонами в зависимости от магнитуды поверхностных сейсмических волн. 1,9
■а
Ч ев
1,8 1,7 1,6 1,5
И14
1,3
э ей § ^1,2
8 я 3 1 1,1
Я ев
Я О
ев « &
-
и
№ О
н о и ев
еь
1
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
И
и >- д- 3 М -0 ,6 1
2 1
5,50 5,70 5,90 6,10 6,30 6,50 6,70 6,90 7,10 Магнитуда поверхностных сейсмических волн Мз
7,30 7,50
Рисунок 3. График изменения расстояния границы между ближней и дальней зонами в зависимости от магнитуды поверхностных сейсмических волн.
-0,5
-0,55
^ -0,6
-0,7
§ -0,65
ю о Ч о ■л
0
1 -0,75
«
В
2 -0,8
ев Ч ев
-0,85
щ &
а
-0,9 -0,95
50 5, 70 5, 90 6,1 0 6, 30 6, 50 6, 0 6, 90 7, 10 7, 30 7,
1 «т = 0 1 1 8
» 7 7
К = 1
*
с
*
г"
Магнитуда поверхностных сейсмических волн М«
Рисунок 4. График изменения преобладающего периода колебания в зависимости от магнитуды поверхностных сейсмических волн.
0,5 0,45
I 7
«
0,4 0,35
ев о и Ч
0
а и
и
и о
к & 0,3
8
Г ев
| Ч 0,25
§ ¡У '
« р
а В
и Ж
Л В
й "
в 3
1 £0,15
0,2
ч
о ч о а В
0,1 0,05 0
5
-0,05
5,50 5,70
1«т = 0,315М« -1,855 R2 = 1
5,90
6,10 6,30 6,50 6,70 6,90 7,
10
7,30 7,50
Магнитуда поверхностных сейсмических волн М«
Рисунок 5. График изменения продолжительности сейсмических колебаний (ширина импульса) в зависимости от магнитуды поверхностных сейсмических волн.
На рисунках 6-8 приведены графики изменения преобладающего периода, продолжительности колебаний (ширины импульса), сейсмической интенсивности (с учётом продолжительности колебания) в последовательности проявления землетрясений c K > 13.6 на территории Баткенской области и прилегающих районов. На этих графиках выделяется поэтапно иерархия сейсмических циклов третьего, второго и первого порядков сейсмических воздействий. Каждый цикл состоит из периода активизации, пика и спада сейсмической активизации, и периода затишья.
0,28
, 0,26
5 °,24
| 0,22
ч
о X
и 0,20
о
ё 0,18
3
2 0,16
я и я
1 0,14
и
К
0,12
0,10
Ха
/ / / 1
/ 1 / 1 1 / \
У эатюбинск ие / 1 / \ \
/ ] / / \ Га \ ч омское / 1 У Исфара-Ба ткенское
Фер1 ^анскде...... Кастако, ское У/\ 1 ./ / V 1 Матчинск ое /7 • / / \ ••..Канское
ч , 1 \ / / Л / / Кайракк ум кое \
и ?
1800
1825
1850
1875
1950
1975
2000
2025
1900 1925 Годы
Рисунок 6. График изменения преобладающего периода в последовательности проявления землетрясений, произошедших на территории Баткенской области и прилегающих районов. Точечными линиями обозначены циклы второго порядка, пунктирными линиями - циклы третьего порядка.
6,00
я в ь в
Н
»
в =
5,00
4,00
£3,00
в
а в
2,00
о
5
^ 1,00
0,00
/ ! / 1 ! Хаитск ое
/ ' ! ( / ! ! / \
Фер ганское Уратю ""Кастако бинские ^ ********' г / / ^ ское,,-'' Га Матчинск эмское .У ое / ✓ /у / / Исфара- ] аткенское
• / / V / / Л / X Кайр акк •...^Канское умское
1800
1825
1850
1875
1950
1975
2000
2025
1900 1925 Годы
Рисунок 7. График изменения продолжительности колебаний (ширины импульса) в последовательности проявления землетрясений Баткенской области и прилегающих территорий. Точечными линиями обозначены циклы второго порядка, пунктирными линиями - циклы третьего порядка.
Ч
о
«
о а в
о н о
В"
^
и
9,4 9,3 9,2 9,1 9,0
м ч
.в ч
н л 8 9 5 о 8,9 е ^
Я 125
Я <и Я ц
а ® 3 а
н Я
я
к
св
В
о В" Я
и
о
и
8,8 8,7 8,6 8,5 8,4
8,3
У 1 Хаитское
У' \
\
Уратк эбинские ............ Г армское 1 \ Исфара-Б аткенское
Ферга нское ............... Кастакоз / / скоех Матчинскс 'х. е / / / / 1 и.
/ \ /' / /' / \ X 1 \ '•••К Санское
г ; / / \ ' / 1 /* / Кайр аккум ско \ е )
у 1 [ \
< V И т ] V Г ►
1800
1825
1850
1875
1900 1925 Годы
1950
1975
2000
2025
Рисунок 8. График изменения сейсмической интенсивности (с учётом продолжительности колебания) в последовательности проявления очагов землетрясений Баткенской области и прилегающих территорий. Точечными линиями обозначены циклы второго порядка, пунктирными линиями - циклы третьего порядка.
На рисунках 9 приведено пространственное распределение глубины землетрясений с К > 13.6 Баткенской области и прилегающих территорий за 1822-2020 гг. В распределении гипоцентров данных землетрясений выделяются очаговые зоны с относительно большими глубинами (25-35 км) в центральности части территории. Между этими очаговыми зонами и на юго-восточной части исследуемой территории гипоцентры имеют незначительные (около 15 км) значения.
На рисунках 10 - 11 приведено пространственное распределение преобладающего периода Т, продолжительности колебаний (ширины импульса) землетрясений с Баткенской области и прилегающих территорий за 1822-2020 гг. Границы очаговых и близких зон землетрясений с К>13.6 приведены на рис.12.
На основании имеющихся данных (моментной магнитуды М) землетрясений, используя широко известные формулы [6], определены, в частности, максимальная подвижка (МО), длина разрыва поверхности (SRL), область разрыва (ЯЛ) при подвижках типа взброс с учётом неопределённостей (0.42, 0.20, 0.26):
1о§(МБ)=-1.84+0.29*М+0.42 (5),
1о§(зЯЬ)=-2.86+0.63*М+0.20 (б),
1о§(ЯЛ)=-3.99+0.98*М+0.26 (7)
При этом предполагалось, что время подготовки (Т, год) землетрясения можно определить через кажущиеся скорости скольжения сейсмогенерирующего разлома (у=0.01-0.007 см/год) Тянь-Шаня по формуле:
Т=МО^. (8)
Результаты расчёта максимально возможных параметров разломов рассматриваемых землетрясений приведены в таблице 3.
Долгота
68.0 68.5 69.0 69.5 70.0 70.5 71.0 71.5 72.0 72.5
Долгота
сл — — (ч) Ы Ы Ы 4- „ ^
огло^ошош! лубина, км
Рисунок 9. Распределение в пространстве глубины землетрясений c K > 13.6 Баткенской области и прилегающих территорий за 1822-2020 гг.
40.5
40.0
39.5
\ 1 И / I г
. пи:::.. . ..ЛР1Р1 и
„М I \Ч"1 ШГ У-к^/к-Ч^-^ЧИЧТ '
Ш
/Л Г / / , / / /
39.0 68.0
68.5 69.0
69 5
. Ж ч
______йчЛИКг^'.......
. зт>± ■■ ■
70.0 70.5 71.0
Ш5
Ж УО"
/ . / I А ) -. // " III „
-чпглм МШУ/Г
ш
Г,- . УУ \
<г
/ /\ / /1
71.5
72.0
72.5
40.5-
40.0-
39.5-
39.0Н
68.0 68.5 69.0 69.5 70.0 70.5 71.0 71.5 72.0 72.5
Долгота
2 3
Преобладаюший период Т, сек
Рисунок 10. Распределение в пространстве преобладающего периода Т, сек землетрясений c K >13.6 Баткенской области и прилегающих территорий за 1822-2020
40.5-
Р 40.0-
о &
s
^ 39.5Н
39.0Н
68.0 68.5 б9.0 б9.5 70.0 70.5 71.0 71.5 72.0 72.5
Долгота
40.5-
Ц 40.0-о
,
s
^ 39.5Н
39.0Н 68.0
68.5 69.0 69.5 70.0 70.5 71.0 71.5 72.0
Долгота
Продолжительность колебаний - ширина импульса , сек
72.5
Рисунок 11. Распределение в пространстве продолжительности колебаний (ширины импульса) землетрясений c K > 13.6 Баткенской области и прилегающих территорий за 1822-2020 гг.
Рисунок 12. Границы очаговых и близких зон землетрясений c K > 13.6 Баткенской области и приграничных районов за 1822-2020 гг. Точкой красного цвета обозначен
эпицентр землетрясения; кружочками красного цвета кружочками синего цвета - границы ближних зон.
границы очаговых зон;
Таблица 3. Максимально возможные параметры разломов землетрясений (Mw > 6.0) Баткенской области и приграничных районов: максимальная подвижка (МО, м), время подготовки землетрясения (Т, год) при значениях скоростей смещения у=0.01-0.007, длина разрыва поверхности (SRL, км), область разрыва (ЯЛ, км2).
Л
1822 9 1
1823 1 1
1869 3 25
1888 11 28
1893 11 5
1897 9 17
1897 9 17
1902 4 17
1902 8 12
1907 9 15
1907 9 19
1914 1 13
1923 12 20
1923 12 28
1926 4 11
1930 3 6
1932 10 29
1933 9 9
1939 5 30
1941 4 20
1941 4 26
1941 5 6
1942 2 28
1943 6 2
1948 11 22
1949 7 8
1949 7 10
1949 7 10
1949 7 10
1949 7 10
1949 7 10
1949 7 19
1951 4 14
1951 5 12
1955 7 19
1977 1 31
1977 6 3
1978 11 2
1978 11 2
ёау Ы 1ои§ МБ Mw
40.3 40.3 39.9 40.0 39.5
39.8
39.9 40.0 39.5 40.3 40.3 40.3
39.5
39.6 40.6
39.0
39.2
40.1
39.0
39.2
39.3
39.3 39.2 39.2 39.2 39.2 39.2 39.2
39.1
39.2 39.1 39.1 39.1
39.6
39.7
40.08 40.0 39.43
39.4
71.5 71.5 69.5 69.8 69.4
68.4 68.0 71.0
68.5 72.5 72.5
71.8 72.0 69.2 69.5
72.0 72.2
70.7 70.45
70.5
70.6 70.6
70.9
71.8
68.1 70.8 70.8 71.1
71.0
71.1
71.0
71.1 71.6
71.2 68.0 70.87 71.82 72.5 72.38
6.9 6.9 6.1
7.0
6.5
7.2
7.3
6.4
6.6
6.5
6.1 5.9 6.2
7.0 5.9 5.9 6.5 5.9 6.2
7.2
6.1 6.2 6.1 5.9 5.9 6.1 8.1 5.9 6.1 6.8 6.8 6.1 6.5 6.0 5.9 7.1
6.3 6.1 5.9
6.85 6.85 6.14 6.91 6.46
7.17 7.23 6.33 6.53 6.46 6.14 6.05 6.14 6.91 6.05 6.05 6.40 6.01 6.14 7.10
6.18 6.14 6.18 6.05 6.05 6.18 8.00 6.01 6.18 6.72 6.72 6.18 6.40 6.10 6.01 7.04 6.21 6.18 6.01
МБ, м
3.68 3.68 2.29 3.84 2.84 4.55 4.75 2.61 2.97 2.84
2.29 2.17
2.30 3.84 2.17 2.17 2.73 2.10 2.30 4.36 2.36 2.30 2.36 2.17
2.17 2.36 7.94 2.10
2.36
3.37 3.37 2.36 2.73 2.23 2.10
4.18 2.40 2.36 2.10
Т,
у=0,01
367.6
367.6 229.4
383.7 284.4
455.2
475.1 261.1 296.9 284.4
229.4
216.5 229.7 383.7 216.5 216.5 272.5
210.3 229.7
436.2 236.1 229.7 236.1 216.5
216.5 236.1
793.6
210.3 236.1 337.5 337.5 236.1 272.5 222.9 210.3 417.9
239.7 236.1 210.3
год
у=0,007
525.7 525.7 327.1
548.6
405.7
650.0
678.6 372.9
424.3
405.7
327.1 310.0 328.6 548.6 310.0 310.0 390.0
300.0 328.6 622.9
337.1 328.6 337.1 310.0
310.0
337.1 1134.3
300.0
337.1
481.4 481.4 337.1 390.0 318.6
300.0 597.1
342.9
337.1 300.0
БЯЬ, км 45.0 45.0 16.2
49.4 25.8 71.6
78.5 21.4
28.3 25.8 16.2 14.2 16.2
49.4 14.2 14.2
23.5 13.4 16.2 65.2 17.2 16.2 17.2 14.2 14.2 17.2
239.4 13.4 17.2 37.4
37.4 17.2
23.5 15.2 13.4 59.4 17.8 17.2 13.4
ЯЛ, км2
953.4
953.4 193.7 1101.5 400.7
1963.2
2268.3
300.2
463.0 400.7
193.7
159.3 194.6 1101.5 159.3 159.3
346.8
144.5
194.6 1699.1 213.6 194.6 213.6 159.3 159.3 213.6
12840.1
144.5
213.6
714.1 714.1
213.6 346.8
175.7
144.5 1470.5
224.8
213.6 144.5
1978 11 8 39.4 72.47 6.0 6.10 2.23 222.9 318.6 15.2 175.7
1982 5 6 40.17 71.5 6.4 6.33 2.61 261.1 372.9 21.4 300.2
1984 10 26 39.2 71.23 6.5 6.40 2.73 272.5 390.0 23.5 346.8
1985 10 13 40.28 69.8 6.5 6.46 2.84 284.4 405.7 25.8 400.7
1990 11 3 39.15 71.45 6.0 6.10 2.23 222.9 318.6 15.2 175.7
1995 2 20 39.38 71.03 5.9 6.01 2.10 210.3 300.0 13.4 144.5
2006 7 6 39.17 71.73 5.9 6.05 2.17 216.5 310.0 14.2 159.3
2007 1 8 39.7 70.35 6.7 6.59 3.10 309.8 442.9 31.0 534.9
2007 7 21 39.02 70.77 5.9 6.01 2.10 210.3 300.0 13.4 144.5
2011 7 19 40.12 71.45 6.2 6.14 2.30 229.7 328.6 16.2 194.6
2017 5 3 39.45 71.43 6.5 6.40 2.73 272.5 390.0 23.5 346.8
2017 5 5 39.43 71.5 6.1 6.14 2.29 229.4 327.1 16.2 193.7
В качестве примера следует отметить, что при Хаитском землетрясении (1949 г., Mw = 8.0) максимально возможная величина подвижки составляла бы около МО=7.9 м, время подготовки порядка Т=794-1134 года, длина поверхности разрыва SRL=239 км, область разрыва ЯЛ=12840 км2. При Исфара-Баткенском землетрясении (1977 г., Мw = 7.0) - МО=4.1 м, Т=418-597 года, SRL=59 км, область разрыва ЯЛ=1470 км2. Однако эти возможные величины параметров фактически ещё не обнаружены. Их можно рассматривать в качестве задачи при дальнейшем исследовании.
Заключение
1. Изучено пространственно-временное распределение землетрясений с К >13.6 на площади, ограниченной ф=39°-40°40', Х=68°-72°30' за 1822-2020 гг., что является важным условием для всестороннего анализа сейсмической опасности.
2. На основании данных энергетических классов землетрясений с использованием общеизвестных формул определены значения локальной магнитуды М, магнитуды по поверхностным волнам Ms и моментной магнитуды Mw. По данным сводов правил СП ХХХ.1325800.2017, СП 408.1325800.2018 Российской Федерации [4, 5] впервые оценены параметры сейсмических воздействий: границы очаговых и близких зон (Яо-б, км), границы близких и дальних зон (Яб-д, км), преобладающие периоды колебаний (Т, сек), продолжительность колебаний (^ сек), интенсивность сотрясений (I, балл) с учётом ширины импульса колебаний, а также значения пиковых ускорений в очаговых зонах в зависимости механизмов очагов.
3. В последовательности проявления землетрясений с характерными параметрами сейсмических воздействий установлена иерархия сейсмических циклов. Каждый цикл состоит из периода активизации, пика и спада сейсмической активизации и периода затишья. Так, в цикле второго порядка Ферганское землетрясение (ЗТ) (1823 г.) проявилось в период затишье, Уратюбинские ЗТ (1897 г.) проявились в период активизации, Хаитское ЗТ (1949 г.) с максимальными параметрами сейсмического воздействия проявилось на пике сейсмической активизации, Исфара-Баткенское ЗТ (1977 г.) - в период спада активизации, Канское ЗТ (2007 г.) - в период повторного затишья.
4. Построены карты - схемы распределения параметров сейсмических воздействий в частности очаговых зон землетрясений с К > 13.6 на площади, ограниченной координатами ф=39°-40°40', Х=68°-72°30' за 1822-2020 гг.
5. На основании имеющихся данных моментной магнитуды Mw землетрясений, используя широко известные формулы [6] определены максимальные возможные параметры разломов очаговых зон, в частности - максимальная подвижка (МО), длина разрыва поверхности ^ЯЦ), область разрыва (ЯЛ) при подвижках типа взброс, время подготовки землетрясения (Т, год).
Литература
1. IASPEI, volume 1, Editor P. Borman. Potsdam. 2002. P.356
2. USGS (2013) The Preliminary Determination of Epicenters (PDE) Bulletin. http://earthquake.usgs.gov/research/data/pde.php. Accessed 17 January 2013
3. Gutenberg B., Richter C. F. Earthquake magnitude, intensity, energy, and acceleration: (Second paper). //Bulletin of the Seismological Society of America, 1956, Vol. 46 (2), pp.105-145.
4. Детальное сейсмическое районирование и сейсмомикрорайонирование для территориального планирования. Свод правил СП ХХХ.1325800.2017. М.: Минстрой России 2017.
5. Детальное сейсмическое районирование. Свод правил СП 408.1325800.2018. М.: Минстрой России, Стандартинформ, 2019.
6. Wells D. L. and Coppersmith K. J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. // Bull. Seismol. Soc. Am., 1994, Vol.84, N4, pp. 974-1002.
Рецензент: к. г-м. н. А.Б. Джумабаева
