CC BY
19УДК 550.348. (100)
СЕЙСМИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ В АНТАРКТИДЕ С.Г. Пойгина
ФИЦЕГС РАН, г. Обнинск, sveta@gsras.ru
Аннотация. Приведены результаты сейсмологических наблюдений ГС РАН в 2012 г. в Антарктиде. На сейсмических станциях «Мирный» и «Новолазаревская» осуществлялся мониторинг сильных землетрясений Земного шара, землетрясений в районе сейсмического пояса вокруг Антарктиды и локальных явлений в Антарктиде, в том числе местных землетрясений и разрывов ледникового покрова.
Abstract. Results of GS RAS seismological monitoring in 2012 in Antarctica has been presented. At seismic stations "Mirnyy" and "Novolazarevskaya" monitoring of strong earthquakes of Globe, earthquakes of a seismic belt round Antarctica and the local phenomena in Antarctica, including local earthquakes and ruptures of a glacial cover was carried out.
Сейсмические наблюдения в Антарктиде проводились на стационарных станциях ГС РАН «Мирный» и «Новолазаревская» [1]. На станции «Мирный» наблюдения проводятся с 1956 г., на «Новолазаревской» - с 1962 г. Первая из них - аналоговая, вторая - цифровая. Их координаты и аппаратурное оснащение, по сравнению с таковыми в 2011 г. [2], остались неизменными. В работе 57-й Российской антарктической экспедиции (РАЭ) в 2012 г. принимали участие сотрудники ГС РАН В.И. Зайцев и А.А. Калинкин на станциях «Мирный» и «Новолазаревская» соответственно. По результатам работ РАЭ в Государственном учреждении «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт» (ФГБУ «ААНИИ») выпускаются электронные ежеквартальные бюллетени «Состояние природной среды Антарктики». Данные сейсмических наблюдений за 2012 г. опубликованы в бюллетене [3].
Антарктическими сейсмическими станциями выполнялись следующие функции:
- мониторинг сильных землетрясений Земного шара с магнитудой MPSP> 6.0;
- регистрация землетрясений на территории вокруг Антарктиды;
- регистрация локальных явлений в Антарктиде, в том числе местных землетрясений и разрывов ледникового покрова.
Оснащение станции «Мирный» было представлено набором аналоговой аппаратуры -сейсмометром с высокочувствительным короткопериодным каналом СКМ-3 и среднепериод-ным сейсмографом СКД с каналом пониженной чувствительности (табл. 1, [4]). На сейсмической станции «Новолазаревская» с 7 июля 1999 г. наблюдения велись широкополосным сейсмометром СКД в комплекте с 16-разрядной цифровой сейсмической станцией SDAS (табл. 2, [4]), разработанной и изготовленной ГС РАН (г. Обнинск) совместно с научно-производственным объединением «Геотех» [5, 6].
Таблица 1. Сейсмические станции в Антарктиде, действовавшие в 2012 г., и параметры аппаратуры с аналоговой записью
Станция Коо] рдинаты Дата Аппаратура
Название Код Ф°, N Г, E hy, открытия Тип Компо- Vmax , ÂTmax ,
м прибора нента чувствительность с
1 Мирный MIR -66.551 93.017 34 23.06.1956 СКМ-3 Z 25000 0.2-1.3
или 12500 0.2-1.2
или 5200 0.2-1.2
СКД N, E, Z 1040 0.2-19
или 500 0.2-17
Z 50 0.2-17
2 Новолазаревская NVL -70.77 11.83 125 01.04.1962
07.07.1999 SDAS - цифровая станция
Обработка записей землетрясений проводилась непосредственно на станциях «Мирный» и «Новолазаревская» в соответствии с методиками [7, 8] и включала в себя выделение вступлений сейсмических волн, определение времени и четкости вступлений, идентификацию сейсмических волн и определение основных параметров землетрясений (время в очаге, расстояние до эпицентра и магнитуда). Результаты интерпретации заносились в станционный журнал («Мирный») и базу данных («Новолазаревская»), на основе которых составлялись ежедневные оперативные сводки, отправляемые по системе спутниковой связи в Информационно-обрабатывающий центр ГС РАН. Эти данные использовались в сводной обработке землетрясений при составлении Сейсмологического бюллетеня [9].
Таблица 2. Параметры цифровой аппаратуры станции «Новолазаревская» в 2012 г.
Название Тип Перечень Частотный Частота Эффективная Чувстви-
станции АЦП и имеющихся каналов диапазон, опроса данных, разрядность тельность,
датчика и их характеристики Гц отсчет/с АЦП отсчет/м/с
Новолазаревская БОЛБ+СКД вн (ы, Е, г)у 0.04-3 20 16 4.40-108
БЬ (ы, Е, г)у 0.04-3 20 16 1.82-107
В 2012 г. на станции «Мирный» зарегистрировано ЛМт=1003 землетрясений и отдельных вступлений, что меньше, чем в 2011 г. (Лмш =1495 [2]). Полная обработка с выделением основных фаз и определением основных параметров очага (время в очаге, магнитуда) проведена для 99 землетрясений против 104 в 2011 г. [2]. Данные этой станции использовались в ИОЦ ГС РАН при сводной обработке 291 землетрясения, что меньше, чем в 2011 г. (Л=345); из них 60 - с МРБР>6.0, в том числе 11 - с МРБР>6.5.
Помимо этого, на станции «Мирный» ежедневно осуществлялось слежение за уровнем микросейсм и выделение по записям короткопериодных колебаний, связанных с разрывами ледникового покрова Антарктиды. Общее число разрывов в 2012 г. составило 75. РаспределеНа станции «Новолазаревская» зарегистрировано в 2012 г. 3382 землетрясений и отдельных вступлений (значительно больше, чем в 2011 г. (Л=1388, [2]), проведена полная обработка с выделением основных фаз и определением основных параметров очага (время в очаге, магнитуда) для 1424 землетрясений, вместо 769 в 2011 г. Данные этой станции использовались при сводной обработке в ИОЦ ГС РАН 683 землетрясений (при 722 - в 2011 г. [2]), из них с МРБР>6.0 - 93 события, в том числе с МРБР>6.5 - 16 событий [10]. Обрабатывались записи разрывов ледникового покрова, выделено 329 интервалов «возможно, разрывов ледникового покрова» длительностью от нескольких секунд до трех минут, но из-за проблемы их идентификации (частотный состав этих записей совпадает с частотным составом шумов) они не анализируются.
Всего в Приложении [10] содержатся параметры 125 землетрясений с МРБР>6.0. Их величина охарактеризована в трех графах, содержащих магнитуды МБ по поверхностным волнам и магнитуды МРБР и МРЬР - по объемным волнам. Значения магнитуд заимствованы из каталога землетрясений Земли [11]. Для каждого из 125 событий имеются лишь магнитуды МРБР, для 111 - магнитуды МБ, и меньше всего (Л=57) значений магнитуды МРЬР. Максимальным (МБ=8.4 по 116 станциям, МРЬР=7.7/15, МРБР=7.4/79) в списке является сильнейшее землетрясение у западного побережья Северной Суматры (ф=2.269°Ы, А,=93.083°Е) 11 апреля в 08ь38ш. Обе антарктические станции ГС РАН зарегистрировали это землетрясение.
ние этих событий по месяцам показано на рис. 1.
1 1 1
п 1 Щ
р ■ • • 1 1 1 I
1 щ щ 1
А у/ 1 о
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Месяц
Рис. 1. Распределение ледовых подвижек по месяцам в 2012 г. по данным станции «Мирный»
При обработке землетрясений на станциях координаты эпицентров не определялись или определялись с большой погрешностью, поэтому для построения карт (рис. 2) параметры очагов землетрясений были взяты из Сейсмологического бюллетеня [9] или электронного каталога ЕБИ ЫЕ1С Геологической службы США [12]. Только для части событий, зарегистрированных станциями «Мирный» и «Новолазаревская», были найдены аналоги в указанных источниках [9, 12], поэтому на карту (рис. 2) нанесено всего 1546 эпицентров землетрясений, из них 298 событий зарегистрированы обеими станциями, 1075 и 173 - только станцией «Новолазаревская» и «Мирный» соответственно.
Рис. 2. Карты эпицентров землетрясений, зарегистрированных станциями «Мирный» и «Новолазаревская» в 2012 г. на земном шаре (а) и в районе сейсмического пояса Антарктиды [13] (б)
1 - магнитуда ЫРБР/щ; 2 - сейсмическая станция; стрелками показаны эпицентры землетрясений 1 июня на берегу Сондерса с тъ=5.8, 3 августа - на побережье Земли Виктории с тъ=5.1 и 21 августа - в континентальной части Антарктиды с тъ=4.4 [12].
Большая часть эпицентров землетрясений, зарегистрированных станциями «Мирный» и «Новолазаревская», находится в Южном полушарии, в районах, входящих в Тихоокеанский сейсмический пояс [13], значительное число - на территории Индонезии, Вануату, Новой Зеландии, Южной Америки, Южной Африки, моря Скоша, Южных Шетландских островов, Южных Сандвичевых островов, а также Австрало-Антарктического поднятия, Африкано-Антарктического, Атлантического и Южно-Тихоокеанского океанических хребтов (рис. 2, [10]). В районе сейсмического пояса Антарктиды в 2012 г. на станции «Мирный» зарегистрировано и обработано 46 землетрясений, на станции «Новолазаревская» - 137 землетрясений с МРБР/шь = 4.0-6.5 (рис. 2 б).
По данным [11], в 2012 г. в Антарктиде произошло три землетрясения: 1 июня в 05ь07т на берегу Сондерса (ф=77.08°Б, ^=148.86°Ш) с ть =5.8; 3 августа в 06ь06т - на побережье Земли Виктории (залив Мак-Мердо в море Росса) (ф=76.31°Б, А,=164.07°Е) с т =5.1, 21 августа в 09ь26т - в континентальной части Антарктиды (ф=84.42°Б, ^=41.47°Е) с ть =4.4. Станция «Новолазаревская» записала все три события (рис. 3 и 4), регистрационные возможности станции «Мирный» позволили ей записать только самое сильное землетрясение 1 июня.
Сильному землетрясению 1 июня с шь=5.8 предшествовали два толчка 13 января с шь=4.7 и 4.8, а 1 июня через 15 часов последовал афтершок с шь=4.4 [12]. Эти слабые события станции «Новолазаревская» и «Мирный» не зарегистрировали.
Рис. 3. Трехкомпонентная не фильтрованная запись станции «Новолазаревская» (Д=31.5°) землетрясения 01.06.2012 г. на берегу Сондерса, Антарктида, с ть =5.8 [12]
Рис. 4. Трехкомпонентная запись станции «Новолазаревская» (Д=14.6°) землетрясения 21.08.2012 г. в континентальной части Антарктиды с шь =4.4 [12]
Верхние (черные) кривые - нефильтрованная запись, нижние (красные) кривые - запись фильтрована в полосе Д/=0.2-1.4 Гц.
Все материалы наблюдений (компакт-диски с записями волновых форм станции «Новолазаревская», сейсмограммы станции «Мирный») и результаты обработки данных (базы данных, станционные журналы, сводки), полученные на станциях «Мирный» и «Новолазаревская», находятся на хранении в архиве ФИЦ ЕГС РАН и предоставляются по запросам широкому кругу пользователей.
Территория Антарктиды многие годы считалась асейсмичной, поэтому любое зарегистрированное на этом материке землетрясение интересно для специалистов. Число зарегистрированных землетрясений (в основном слабых) в Антарктиде выросло в последние 20 лет из-за увеличения количества цифровых сейсмических станций Глобальной сети, а, значит, и чувствительности этой сети. В отношении сейсмичности 2012 г. был для Антарктиды не самым активным, произошло всего два относительно сильных землетрясения с ть =5.8 и 5.1.
Автор выражает признательность сотрудникам ГС РАН В.Ф. Бабкиной и О.П. Каменской за помощь в подготовке материалов к статье.
Литература
1. Непрерывный сейсмологический, геофизический и геодинамический мониторинг на глобальном, федеральном и региональном уровнях, совершенствование и развитие его методов и средств.
Отчет о научно-исследовательской работе (заключительный). Т. 2. № госрегистрации 01201268546 / Рук. А.А. Маловичко. - Обнинск: Фонды ГС РАН, 2013. - 144 с.
2. Пойгина С.Г. Сейсмические наблюдения в Антарктиде // Землетрясения Северной Евразии, 2011 год. - Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2017. - С. 253-256.
3. Зайцев В.И., Калинкин А.А., Пойгина С.Г. Сейсмические наблюдения в Антарктиде в 2012 г. // Квартальный бюллетень «Состояние природной среды Антарктики». Июль-сентябрь 2013 г. / Под ред. В.В. Лукина. - 2012. - № 3 (64). - С. 68-74. - URL: http://www.aari.aq/default_en.html.
4. Пойгина С.Г. (сост.). Сейсмические станции в Антарктиде, действовавшие в 2012 г. // Землетрясения Северной Евразии. - Вып. 21 (2012 г.). - Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2018. - Приложение на
CD_ROM.
5. Старовойт О.Е., Габсатарова И.П., Мехрюшев Д.Ю., Коротин А.В., Красилов С.А., Галуш-ко В.В., Коломиец Ю.Н., Пойгина С.Г., Каменская О.П. Исследование, разработка и создание в Российской Федерации системы сейсмических и геодинамических наблюдений для непрерывного национального и глобального сейсмического мониторинга. Отчет по договору № 01.700.12.0094 от 01.10.2004 г. - Обнинск: Фонды ГС РАН, 2004. - 77 с.
6. Результаты проведения комплексных сейсмологических и геофизических наблюдений и обработки данных на базе стационарных и мобильных сейсмических сетей Отчет ЦОМЭ ГС РАН за 1999 год / Под общей ред. Д.Ю. Мехрюшева. - Обнинск: Фонды ГС РАН, 2000. - 87 с.
7. Инструкция о порядке производства и обработки наблюдений на сейсмических станциях Единой системы сейсмических наблюдений СССР. - М.: Наука, 1982. - 273 с.
8. Результаты проведения комплексных сейсмологических и геофизических наблюдений и обработки данных на базе стационарных и мобильных сейсмических сетей. Отчет ГС РАН за 2003 год / Под общей ред. Д.Ю. Мехрюшева. - Обнинск: Фонды ГС РАН, 2004. - 175 с.
9. Сейсмологический бюллетень (ежедекадный) за 2012 год [Электронный ресурс] / Отв. ред. О.Е. Старовойт. - Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2012-2013. -
URL: ftp://ftp.gsras.ru/pub/Teleseismic_ bulletin/2012
10. Пойгина С.Г. (сост.). Землетрясения с MPSP>6.0, зарегистрированные антарктическими станциями «Мирный» и «Новолазаревская» в 2012 г. // Землетрясения Северной Евразии. - Вып. 21 (2012 г.). -Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2018. - Приложение на CD_ROM.
11. Болдырева Н.В. (отв. сост.), Аторина М.А., Бабкина В.Ф., Дуленцова Л.Г., Лёвкина А.В., Ма-лянова Л.С., Рыжикова М.И., Щербакова А.И. (сост.). Каталог землетрясений Земли за 2012 г. // Землетрясения Северной Евразии. - Вып. 21 (2012 г.). - Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2018. - Приложение на CD_ROM.
12. Machine-readable EDR. - NEIC, 2012-2013. - (На CD).
13. Гутенберг Б., Рихтер Ч. Сейсмичность Земли. - М.: ИЛ, 1948. - 160 с.
