CC BY
11Учёные записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. География. Геология. Том 2 (68). № 4. 2016 г. С. 220-248.
УДК 550.348.096.64
СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕГИОНАЛЬНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ МЕХАНИЗМОВ ОЧАГОВ КАРПАТСКИХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ С РЕШЕНИЯМИ ТЕНЗОРА
МОМЕНТА ЦЕНТРОИДА Степаненко Н. Я., Карданец В. Ю.
Институт геологии и сейсмологии АН Молдовы, Кишинёв, Молдова
E-mail: seismolab@rambler.ru
В статье приведены результаты решения механизмов 34 очагов землетрясений с Mw > 4,4, происшедших в 1977-2014 гг. и проявившихся в Молдове. Сделан сравнительный анализ механизмов очагов, выполненный по методу первого вступления Р-волн и по методу тензора момента центроида (ТМЦ). Для сильнейших землетрясений - 4 марта 1977 г., 30 августа 1986 г. и 30 мая 1990 г. - с помощью сравнительного анализа механизмов создана схема развития процесса разрывообразования, поскольку стандартное определение относится к началу процесса в очаге, а решение ТМЦ относится к моменту максимального выделения энергии. Для более полной характеристики напряженно-деформированного состояния среды рекомендовано применение обоих методов, дополняющих друг друга. Ключевые слова: зона Вранча, механизм очага, напряжения, нодальная плоскость.
ВВЕДЕНИЕ
Сейсмическая опасность территории Республики Молдовы в значительной степени определяется влиянием промежуточных землетрясений области Вранча и коровыми землетрясениями, происходящими в юго-восточной части Румынии. Рассмотрим особенности механизмов землетрясений восточной части Карпатской зоны, решения которых получены двумя методами за период 1977-2014 гг.
Для построения механизмов очагов карпатских землетрясений использовалась стандартная методика [1], разработанная на основе теории дислокаций.
Исследование сделано в Институте геологии и сейсмологии Академии Наук Молдовы на основе данных о знаках первых вступлений короткопериодных продольных волн из бюллетеней сети сейсмических станций Молдовы и Украины Ученых записок Таврического национального университета имени В.И. Вернадского [2], информационных сообщений ИОЦ ГС РАН [3], Международного сейсмологического центра (ISC) [4] и данных Института физики Земли Румынии [5]. Углы выхода сейсмической радиации рассчитывались, исходя из Карпатского годографа. Решения опубликованы в работах [6, 7, 8, 9]. Для некоторых землетрясений использованы также определения других авторов.
Второй способ решения механизма очага получен с помощью тензора момента центроида по методу Дзевонского, изложенному в [10]. Как известно, тензор момента М зависит от силы источника и ориентации разрыва и содержит всю информацию об очаге, которую можно получить по наблюдениям длиннопериодных волн на телесейсмических станциях. Так как механизм, полученный по знакам первых вступлений, соответствует началу процесса
220
вспарывания, а главные оси тензора момента получены по всей сейсмограмме, то их сравнение может дать информацию о развитии процесса разрывообразования.
Сравнения определений тензора сейсмического момента, взятые из каталогов [4, 11], с полученными нами решениями, представляет большой интерес для рассмотрения развития процесса вспарывания и оценки применимости избранной нами модели для описания реальных процессов в очагах.
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
В задачу настоящей работы входило сопоставление результатов реконструкции поля тектонических напряжений в Карпатском регионе с использованием двух различных описанных методов, примененных к одним и тем же сильным землетрясениям. В таблицах 1, 2 приводятся параметры 34 очагов землетрясений, для которых приводятся решения механизмов как полученных по стандартной методике, так и рассчитанных по тензору момента центроида ТМЦ. В таблице 1 даны магнитуды по продольным волнам mb и по поверхностным MS. Кроме того, приведены моментные магнитуды Mw. Четыре землетрясения были с магнитудой 6.3 < MS < 7.2, а остальные - с 4.4 < MS <5.8. Полученные первым способом решения (Табл. 2) обеспечены более 50 знаками первых вступлений продольных P-волн. Коэффициент непротиворечивости знаков, которыми характеризуются сравниваемые землетрясения сравнительно высокие: 0.84 - 0.93. Следовательно, можно заключить, что сравнивались надежно полученные решения.
Параметры очагов для построенных нами механизмов MOLD и механизмов из каталога [12] совпадают с данными бюллетеня ISC [4].
Таблица 1.
Параметры землетрясений области Вранча за 1977-2014 гг.
№ Дата Время ч м с Координат ы NХ°, E Магнитуда Глубин а км Источник
1 2 3 4 5 6 7
1 04 03 1977 19 21 54 45.83 26.72 mb = 6.4. MS = 7.2 86 ISC [4]
19 22 10 45.23 26.17 mb = 6.4 84 HRVD[4]
2 02 10 1978 20 28 52 45.72 26.54 mb = 4.9 161 ISC[4]
20 28 52 45.70 26.70 MS = 5.0 140 [13]
20 28 54 45.24 26.43 mb = 5.0 154 HRVD[4]
3 31 05 1979 07 20 06 45.63 26.47 mb = 5.1 130 ISC[4]
07 20 06 45.60 26.40 MS = 5.1 120 [13]
07 20 13 45.47 26.40 mb = 5.1 114 HRVD[4]
4 11 09 1979 15 36 54 45.59 26.31 mb = 5.0 154 ISC[4]
15 36 54 45.60 26.50 MS = 5.3 158 [13]
15 36 50 45.45 25.88 mb = 5.1 143 HRVD[4]
5 01 08 1985 14 35 00 45.73 26.52 mb = 5.1 105 ISC[4]
14 35 03 45.76 26.52 Mw = 5.0 107 [14]
14 35 06 45.77 26.95 mb = 5.2 103 HRVD[4]
221
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7
6 30 08 1986 21 28 36 45.52 26.49 МБ = 7.1 131 [15]
21 28 35 45.54 26.31 шЬ = 6.3 137 БС[4]
21 28 35 45.64 26.38 шЬ = 6.6. МБ = 6.9 132 М0Б[4]
21 28 35 45.55 26.32 шЬ = 6.4. МБ = 6.9 132 N£18 [4]
21 28 51 45.76 26.53 шЬ = 6.3. Мш = 7.2 133 ЖУЭ[4]
7 30 05 1990 10 40 06 45.85 26.66 шЬ = 6.4 89 [12]
10 40 06 45.88 26.67 МБ = 7.3 90 [16]
10 40 06 45.90 26.66 шЬ = 6.7 84 М0Б[4]
10 40 06 45.84 26.67 шЬ = 6.7 89 Ж1С[4]
10 40 13 45.92 26.81 шЬ = 6.7.Мш = 6.9 74 ЖУЭ[4]
8 31 05 1990 00 17 48 45.81 26.77 шЬ = 5.9 90 [12]
00 17 48 45.81 26.77 шЬ = 6.1 88 Ж1С[4]
00 17 45 45.67 26.00 Мш = 6.3 87 ЖУЭ[4]
9 13 03 1998 13 14 38 45.57 26.26 шЬ = 4.7 156 БС[4]
13 14 43 45.61 26.30 шЬ = 5.0 151 ЖУЭ[4]
10 28 04 1999 08 47 55 45.48 26.22 шЬ = 5.1 150 БС[4]
08 47 58 45.51 26.08 шЬ = 5.1 144 ЖУЭ[4]
08 47 56 45.49 26.27 Мш = 5.0 159 [17]
11 06 04 2000 00 10 39 45.73 26.58 шЬ = 4.9 137 БС[4]
00 10 42 45.61 26.56 Мш = 5.2 122 ЖУЭ[4]
00 10 39 45.74 26.58 Мш = 5.4 150 СБЕМ[4]
00 10 38 45.72 26.58 шЬ = 5.0 135 Ж1С[4]
12 24 05 2001 17 34 01 45.69 26.42 шЬ = 4.8 144 БС[4]
17 34 06 45.87 26.49 Мш = 5.2 139 ЖУЭ[4]
17 34 07 45.74 26.62 шЬ = 5.1 143 МЕЭ[4]
17 34 01 45.74 26.40 шЬ = 5.1 144 гШ[4]
13 20 07 2001 05 09 40 45.74 26.71 шЬ = 4.9 127 БС[4]
05 09 44 45.66 26.73 шЬ = 4.8 134 ЖУЭ[4]
05 09 46 45.88 26.82 Мш = 4.8 125 МЕЭ[4]
05 09 39 45.74 26.73 Мш = 4.8 129 гШ[4]
14 30 11 2002 08 15 47 45.69 26.50 шЬ = 5.0 172 БС[4]
08 15 46 45.73 26.57 Мш = 4.8 156 гШ[4]
08 15 47 45.65 26.80 Мш = 5.0 171 МЕЭ[4]
15 05 10 2003 21 38 17 45.65 26.32 шЬ = 4.5 152 БС[4]
21 38 17 45.67 26.33 Мш = 4.5 153 гШ[4]
21 38 17 45.59 26.43 Мш = 4.4 144 МЕЭ[4]
16 27 09 2004 09 16 23 45.67 26.43 шЬ = 4.8 151 БС[4]
09 16 24 45.74 26.56 Мш = 4.8 154 ЖУЭ[4]
09 16 23 45.64 26.60 Мш = 4.8 146 МЕЭ[4]
09 16 23 45.70 26.48 Мш = 4.8 150 гШ[4]
17 03 10 2004 09 02 01 45.18 28.94 МБ = 4.1 шЬ = 5.0 8 БС[4]
09 02 07 45.20 28.56 Мш = 4.8 12 ЖУЭ[4]
09 02 07 45.18 29.07 Мш = 4.7 17 МЕЭ[4]
09 02 06 45.20 28.97 Мш = 4.7 9 гШ[4]
18 27 10 2004 20 34 36 45.78 26.58 шЬ = 5.6 98 БС[4]
20 34 37 45.73 26 67 Мш = 5.8 94 ЖУЭ[4]
20 34 37 45.79 26.62 шЬ = 5.8 Мш = 5.9 96 Ж1С[4]
20 34 36 45.79 26.62 Мш = 5.8 78 гш[4]
20 34 33 45.65 26.79 Мш = 5.9 96 МЕЭ[4]
222
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7
19 14 05 2005 01 53 21 45.68 26.44 шЬ = 5.1 149 ВС[4]
01 53 21 45.67 26.48 Мш = 5.2 139 ШУО[4]
01 53 20 45.68 26.44 Мш = 5.3 135 гш[4]
01 53 20 45.71 26.59 Мш = 5.2 137 МЕЭ[4]
20 18 06 2005 15 16 41 45.74 26.68 шЬ = 4.9 138 ВС[4]
15 16 42 45.67 26.50 Мш = 5.0 138 ШУО[4]
15 16 42 45.71 26.70 Мш = 5.0 144 гш[4]
15 16 42 45.71 26.69 Мш = 5.0 138 МЕЭ[4]
21 13 12 2005 12 14 45 45.72 26.63 шЬ = 4.6 134 ВС[4]
12 14 42 45.82 26.69 Мш = 4.8 138 ШУО[4]
12 14 44 45.78 26.79 Мш = 4.8 125 гш[4]
12 14 42 45.66 26.75 Мш = 4.8 132 МЕЭ[4]
22 25 04 2009 17 18 48 45.70 26.54 шЬ = 5.3 102 ВС[4]
17 18 53 45.64 26.73 Мш = 5.2 90 ШУО[4]
17 18 47 45.74 26.73 Мш = 4.4 75 гш[4]
17 18 48 45.72 26.80 Мш = 5.2 86 МЕЭ[4]
17 18 50 45.59 26.71 Мш = 5.2 107 ССМТ[4]
17 18 48 45.65 26.60 Мш = 5.3 100 ЫЕ1С[4]
23 08 06 2010 15 16 10 45.62 26.38 шЬ = 4.4 115 ВС[4]
15 16 12 45.57 26.42 Мш = 4.3 103 ШУО[4]
15 16 10 45.72 26.73 Мш = 4.3 98 МЕЭ[4]
24 30 09 2010 05 31 23 45.55 26.34 шЬ = 4.3 141 ВС[4]
05 31 22 45.50 26.31 Мш = 4.4 162 МЕЭ[4]
25 01 05 2011 02 24 16 45.62 26.42 шЬ = 4.6 140 ВС[4]
02 24 15 45.61 26.49 Мш = 4.8 137 МЕЭ[4]
02 25 04 45.58 26.46 Мш = 4.8 133 Срг[4]
26 04 10 2011 02 40 48 45.58 26.46 шЬ = 4.6 136 ВС[4]
02 40 46 45.50 26.58 Мш = 4.7 137 МЕЭ[4]
27 06 07 2012 22 48 00 45.74 26.65 шЬ = 4.4 111 ВС[4]
22 48 00 45.68 26.67 Мш = 4.4 127 МЕЭ[4]
22 48 00 45.68 26.67 шЬ = 4.4 113 ЫЕ1С[4]
28 01 12 2012 20 52 07 45.79 26.74 шЬ = 4.7 90 ВС[4]
20 52 07 45.75 26.76 Мш = 4.3 76 МЕЭ[4]
29 06 10 2013 01 37 21 45.64 26.69 шЬ = 5.3 134 ВС[4]
01 37 20 45.68 26.54 шЬ = 5.4 131 М0Э[18]
01 37 23 45.67 26.55 Мш = 5.3 120 срг[18]
01 37 23 45.62 26.71 Мш = 5.3 133 ШС8[18]
01 37 21 45.66 26.68 Мш = 5.3 103 МЕЭ[4]
01 37 21 45.66 26.59 Мш = 5.3 130 ССМТ[4]
30 15 10 2013 19 13 12 45.60 26.59 ш1 = 4.9 138 ВС[4]
19 13 12 45.60 26.55 Мш = 4.7 141 МЕЭ[4]
19 18 05 45.61 26.47 МЬ = 5.0 134 ВиС[5]
19 18 07 45.55 26.57 Мш = 4.7 125 ССМТ[4]
19 18 05 45.72 26.60 Мш = 4.7 121 МЕЭ[4]
19 18 05 45.68 26.48 Мш = 4.7 111 СРг[4]
19 45 57 45.59 26.46 МЬ = 4.8 105 ВиС[5]
19 46 08 45.70 26.50 Мш = 4.5 112 срг[4]
19 45 58 45.60 26.45 Мш = 4.4 106 МЕЭ[4]
31 29 03 2014 19 18 05 45.61 26.47 МЬ = 5.0 134 ВиС[5]
19 18 07 45.55 26.57 Мш = 4.7 125 ССМТ[4]
19 18 05 45.72 26.60 Мш = 4.7 121 МЕЭ[4]
19 18 05 45.68 26.48 Мш = 4.7 111 СРг[4]
32 10 09 2014 19 45 57 45.59 26.46 ш1 = 4.8 105 ВиС[5]
19 46 08 45.70 26.50 Мш = 4.5 112 срг[4]
19 45 58 45.60 26.45 Мш = 4.4 106 МЕЭ[4]
33 22 11 19 14 17 45.86 27.15 ш1 = 5.7 41 ВиС[5]
223
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4 5 6 7
2014 19 14 13 45.89 27.23 МБ = 5.5 шЬ = 5.7 40 ИОЦ ГС РАН[18]
19 14 17 45.86 27.16 Мш = 5.5 шЬ = 5.6 41 ЫЕ1С[18]
19 14 17 45.86 27.16 Мш = 5.6 43 1РСР[18]
19 14 17 45.80 27.30 Мш = 5.6 31 ШСУ[18]
19 14 17 45.91 27.24 Мш = 5.8 16 МЕБ[4]
19 14 18 45.80 27.17 Мш = 5.7 25 ССМТ[4]
34 07 12 21 04 05 45.88 27.17 ш1 = 4.5 40 ВиС[5]
2014 21 04 05 45.84 27.18 Мш = 4.4 32 МЕБ[4]
Таблица 2.
Параметры механизмов очагов землетрясений области Вранча за 1977 - 2014 гг.
№ Дата Нодальные плоскости Оси главных напряжений Источник
Ш1 ЫР2 Р N т
81к Вр Жр 81к Вр Жр Лг Р1 Лг Р1 Лг Р1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 04 03 1977 222 71 99 20 20 69 307 25 40 8 147 64 [20]
235 62 92 50 28 86 323 17 54 2 151 73 ШУБ
2 02 10 1978 122 37 71 325 55 104 45 9 137 11 278 75 [12]
131 34 8 316 56 93 44 11 134 3 236 79 [13]
140 39 85 326 51 94 53 6 144 3 263 83 ШУБ
3 31 05 1979 235 68 47 123 47 149 354 12 254 39 98 48 [12]
233 80 65 124 27 159 343 31 238 25 116 49 [13]
221 85 92 23 6 72 309 40 41 2 133 50 ШУБ
4 11 09 1979 276 45 45 27 71 49 145 16 42 38 264 48 [12]
210 13 107 12 77 86 105 32 13 4 278 58 [13]
202 29 70 45 63 101 127 17 220 10 338 70 ШУБ
5 01 05 1985 282 67 42 172 52 150 44 10 395 43 143 45 [12]
200 76 150 298 61 16 252 10 358 57 156 31 [14]
288 9 -14 32 88 -98 293 46 32 8 130 42 ШУБ
6 30 08 1986 245 69 102 35 24 62 326 23 61 11 174 64 [12]
233 65 92 49 25 87 322 20 52 1 146 70 [15]
242 62 100 40 30 70 324 17 56 11 176 71 МОБ
230 70 69 98 29 35 336 22 222 8 110 60 ЫЕ1С
240 72 97 39 19 70 324 27 58 6 160 63 ШУБ
7 30 05 1990 221 63 88 46 27 94 312 18 222 2 126 72 [12]
231 71 96 32 20 72 316 26 49 6 151 63 [16]
232 58 108 20 36 63 309 11 42 15 184 71 МОБ
218 62 82 55 29 105 314 17 222 7 110 72 ЫЕ1С
236 63 101 33 29 70 318 17 51 9 168 70 ШУБ
8 31 05 1990 93 23 58 307 71 102 27 25 123 12 236 62 [12]
130 20 90 310 70 90 25 40 130 0 220 65 ЫЕ1С
90 26 54 309 69 106 27 22 123 15 244 63 ШУБ
9 13 03 1998 274 40 136 42 64 58 152 13 56 26 264 60 *
227 12 96 42 78 89 133 33 42 1 310 57 ШУБ
10 28 04 1999 164 57 96 332 34 80 248 10 340 6 92 78 *
166 54 88 350 36 93 258 9 2 2 80 66 ШУБ
171 53 106 325 40 69 249 5 340 13 122 78 [17]
11 06 04 2000 226 70 93 39 20 83 314 25 56 3 141 65 *
238 81 106 356 18 29 315 34 56 16 167 51 ШУБ
232 79 81 92 14 129 330 33 234 9 131 55 СБЕМ
223 78 96 18 14 66 308 32 42 6 140 57 ЫЕ1С
12 24 05 2001 205 52 93 18 38 86 292 6 23 3 118 84 *
224
гоб б0 104 1 33 б7 288 14 21 43 150 71 HRVD
го1 б0 103 35б бг б9 282 14 15 11 141 72 MED
го4 57 100 7 34 78 287 12 19 8 143 7б ZUR
1го 50 96 299 40 8б 20б 5 29б 4 78 84 *
13 17 48 1бг i ig 77 44 242 18 132 45 347 39 HRVD
18г 55 92 358 35 87 270 10 1 2 102 8G ZUR
5 31 100 173 59 84 2б8 14 17б 5 б7 75 MED
Продолжение таблицы г
1 г 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15
150 80 -105 гб 18 -Зб 40 52 154 14 254 34 *
14 3G il гоог 151 75 -100 3 18 -59 47 59 153 9 248 29 ZUR
147 88 -104 51 14 -7 43 45 148 14 251 42 MED
г74 50 i гб гб б4 44 147 9 б8 28 248 47 *
15 G5 ig гооз го8 33 10б g 58 80 10б 13 14 9 251 74 ZUR
гг5 38 123 05 59 б7 111 11 17 20 228 б7 MED
г74 44 123 52 5б бг 1б2 б 70 23 2б2 б8 *
1б г7 og гоо4 ig8 40 75 37 52 102 118 б 210 10 357 79 HRVD
гз8 30 g5 52 б0 87 144 15 54 г 315 74 ZUR
ггз 37 39 57 53 98 141 8 232 7 28 80 MED
i5g б4 -4б 274 50 -148 120 48 220 40 224 б *
17 оз ig гоо4 15г 70 -72 28g 27 -129 88 б1 325 17 228 23 HRVD
1гз 45 -go 303 45 -90 88 90 303 G 213 G ZUR
11б 47 -100 311 44 -79 317 82 123 7 213 г MED
157 4б 104 317 4б 7б 237 1 328 10 147 81 *
335 ig 27 2W 81 107 294 34 37 17 149 51 HRVD
18 г7 10 г004 310 г4 13 208 85 114 278 35 2б 23 142 45 NEIC
14 14 бб 2ig 77 9б 304 32 38 б 137 58 ZUR
47 8б -g4 2б8 б -50 313 49 47 4 141 41 MED
183 40 8б 08 50 94 93 5 18б 3 292 84 *
ig 14 05 г005 183 50 71 31 44 111 28б 3 19б 14 29 7б HRVD
Иг 47 78 30 45 103 291 1 201 9 28 81 ZUR
188 4g б8 39 45 114 293 г 202 1б 31 73 MED
107 44 g5 275 40 80 192 б 282 б 38 82 *
20 18 0б г005 11г 58 go 293 32 90 203 13 113 G 22 77 HRVD
114 б5 gi 293 25 88 204 20 294 1 2б 79 ZUR
111 бг g3 285 28 84 199 17 290 3 28 73 MED
г53 б0 100 5б 30 7б ЗЗб 1б б7 8 184 73 *
г! 13 1г г005 г ig 7б 112 339 2б 33 292 28 34 22 15б 53 HRVD
г 3g 80 112 358 15 39 309 33 48 11 154 53 ZUR
гг1 81 104 343 17 33 299 34 39 14 148 52 MED
гз7 40 78 74 50 102 15б б 24б 8 Зб 79 *
гзз 4г 73 7б 51 105 15б 5 24б 11 44 78 HRVD
гг г5 04 2009 г43 4б 82 75 44 98 339 G 249 5 7б 84 ZUR
гзо 4б 77 б8 4б 102 149 G 239 9 58 81 GCMT
249 3g 71 93 53 105 172 7 2б4 11 270 52 NEIC
гз5 43 74 7б 49 104 15б 3 247 11 49 79 MED
1г8 4б 10б 287 4б 74 207 1 298 11 130 80 *
гз 08 об гош 140 45 85 327 4б 95 53 о 143 4 317 8б HRVD
г11 4g 54 79 53 124 145 г 237 2б 51 б4 MED
г4 30 og гош г74 44 g4 8б 44 84 359 о 90 4 270 88 *
299 50 g5 111 40 84 25 5 11б 4 240 84 MED
153 бг б4 22 38 130 2б2 14 1б7 24 20 б2 *
г5 01 05 гон 170 бЗ б8 31 34 12б 275 15 180 19 41 б5 MED
1б5 54 73 12 40 111 2б7 8 17б 14 38 7б GFZ
гб 04 ig гон 19б 4б g8 б 44 84 280 1 10 5 182 8б *
гг5
П
юдолжение таблицы 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
203 48 102 5 43 77 284 3 15 9 178 81 MED
27 06 07 2012 233 60 94 67 32 85 328 14 236 6 120 76 *
261 70 109 36 28 49 335 22 74 18 199 61 MED
281 59 84 112 32 100 15 13 284 5 173 76 NEIC
28 01 12 2012 233 60 93 46 30 86 320 15 42 4 150 76 *
201 46 48 73 57 125 139 6 232 29 38 61 MED
29 06 10 2013 217 60 98 20 32 82 302 15 33 8 148 74 MOLD
226 58 91 43 32 88 315 13 45 1 140 77 MOS
228 53 95 40 37 84 315 8 45 4 160 81 USGS
229 50 94 42 40 85 316 5 46 3 169 84 GCMT
233 52 92 50 38 88 321 17 51 1 153 83 MED
232 49 84 61 41 97 326 4 236 5 97 84 GFZ
30 15 10 2013 217 67 104 27 23 69 312 21 35 4 154 58 *
185 59 70 39 36 119 289 12 195 17 52 69 MED
31 29 03 2014 184 50 86 10 40 110 277 5 186 4 94 85 *
211 59 95 22 31 82 298 14 29 4 134 76 GCMT
198 53 81 33 37 102 295 8 204 7 73 79 MED
198 55 100 1 37 76 281 9 12 8 144 78 GFZ
32 10 09 2014 296 63 104 89 30 66 16 14 109 13 238 70 BUC
288 59 98 93 32 78 16 15 102 6 196 76 GFZ
288 70 107 67 26 51 5 23 102 16 224 61 MED
33 22 11 2014 134 76 -86 295 15 -106 50 60 311 5 220 30 BUC
138 58 -39 251 58 -141 105 49 284 41 14 0 ИОЦГСРАН
148 80 -44 248 47 -166 98 37 318 45 205 21 NEIC
148 89 -57 238 33 -179 82 45 304 30 215 36 IPGP
140 82 -72 247 30 -162 82 56 316 78 210 30 INGV
140 84 -74 249 17 -160 67 48 318 16 216 37 GCMT
144 87 -80 252 11 -162 65 47 324 10 225 41 MED
34 07 12 2014 130 59 -78- 289 33 -108 68 72 304 10 212 14 BUC
148 75 -56 259 37 -154 95 49 318 33 213 23 MED
Звездочкой обозначены решения MOLD
2. РЕЗУЛЬТАТЫ СОПОСТАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ ОЧАГОВ
Рассмотрим сначала решения механизмов очагов сильнейших сейсмических событий 4 марта 1977 г., 30 августа 1986 г., 30 и 31 мая 1990 г.
Землетрясение 4 марта 1977 г. было мультиплетным и состояло из нескольких последовательных разрывов. Эпицентр приурочен к северо-восточной части области Вранча. Распределение знаков вступлений первичных волн на стереографической проекции таково, что нет возможности однозначно разделить их двумя нодальными плоскостями. Имеется два варианта решения механизма: по близким сейсмическим станциям и короткопериодной аппаратуре и по удаленным станциям и длиннопериодной аппаратуре. Вступления, зарегистрированные короткопериодной аппаратурой, расположенной вблизи очага, соответствует дискретному толчку, составляющему очаг. Для записей длиннопериодной аппаратурой на расстоянии от очага много больше его размера эффект дискретности исчезает, сейсмический сигнал сглаживается, и решение механизма определяет осредненный разрыв. На рисунке 1 приведено решение, полученное румынским сейсмологом Энеску по знакам первых вступлений Р-волн, взятых только по
226
длиннопериодной аппаратуре [20]. В этом случае ось напряжения сжатия близгоризонтальна и ориентирована в северо-западном направлении. Ось напряжения растяжения близвертикальна. Одна из двух альтернативных плоскостей разрыва крутая, другая более пологая, простирание обеих юго-запад - северо-восток, характер движения взбросо-сдвиговый. На рисунке 1 также показана стереограмма механизма очага 4 марта 1977 г, выполненные по второму методу ШУБ.
[20] ШУБ
Рис. 1. Стереограммы механизма очага землетрясения 4 марта 1977 года в проекции нижней полусферы (зачернены области сжатия). 1 — нодальные линии, 2, 3 — оси главных напряжений сжатия и растяжения соответственно; зачернены области волн сжатия: 1 - ); 2 - •; 3 - о.
О направленности распространения разрыва в очаге можно судить по координатам очага из таблицы 1, относящимся к начальному моменту процесса, и полученным по методу ТМЦ [4]. Эпицентр землетрясения 1977 г., определённый по методу ТМЦ, смещён от эпицентра, соответствующего началу вспарывания, на 7075 км к юго-западу (Рис. 2). На рисунке 2 пунктиром показана линия развития процесса разрывообразования и отмечены координаты четырёх основных составляющих этого мультиплетного события по [19].
Несовпадение эпицентров объясняется тем, что второе решение относится к одному из последующих этапов развития процесса разрывообразования, поскольку для нахождения элементов тензора момента центроида используется вся сейсмограмма землетрясения, которая в процессе расчёта усредняется. Характер подвижки, взбросо-сдвиговый, остаётся сходным при разных определениях.
Далее следует землетрясение 30 августа 1986 г. (Рис. 3). Гипоцентр события 30 августа 1986 г. приурочен к юго-западной окраине области Вранча и глубине порядка 130 км Механизмы очага землетрясения 1986 г., определённые первым [12, 13] и вторым методом [4], хорошо согласуются между собой. Обе возможные плоскости разрыва имеют северо-восточное простирание. Одна из плоскостей крутая, другая пологая. Подвижки по ним представлены надвигом с небольшой компонентой левостороннего ИР1 и правостороннего ИР2 сдвигов. Ось растягивающего напряжения Т почти вертикальна, сжимающего Р -близгоризонтальна и ориентирована в северо-западном направлении.
По геолого-геофизическим соображениям за действующую плоскость разрыва в очаге можно принять крутую плоскость ИР1, совпадающую с направлением протяжённости зоны максимального балла и зоны афтершоков. По этой плоскости
227
северо-западный борт разрыва надвинут на юго-восточный в соответствии с тем, что продолжается вздымание горного сооружения Карпат и надвигание Восточно-Карпатской дуги на Предкарпатский прогиб.
Рис. 2. Сравнение разных определений эпицентра и механизма землетрясений 4 марта 1977 г., 30 августа 1986 г. и 30 мая 1990 г. Точками обозначены эпицентры основных толчков землетрясения 1977 г.
228
О направленности разрыва можно судить, исходя из того, что эпицентр, определённый по методу ТМЦ, смещён по отношению к эпицентру по первому способу на 25-30 км (Рис. 2). Отсюда можно сделать предположение, что разрыв в очаге распространялся с юго-запада на северо-восток. Это согласуется с макросейсмическими данными, которые подтверждают асимметричность затухания макросейсмического эффекта в этих направлениях. Так, в Бухаресте на расстоянии 140 км к юго-западу от эпицентра ощущалось землетрясение интенсивностью 6 - 7 баллов. В Кишинёве на расстоянии 240 км к северо-востоку от эпицентра интенсивность составила также 6 - 7 баллов.
В 1990 г. произошёл сейсмический дубль 30 и 31 мая. Местоположение очагов близко к таковому для землетрясения 1977 г. Механизм очага 30 мая наиболее энергетически мощного события по данным [12, 16] и MOS схож с механизмами 1977 и 1986 гг. Тип движения в очаге взбросо-сдвиговый. Одна из двух возможных плоскостей разрыва крутая, другая более пологая. Простирание нодальных плоскостей по касательной к Карпатской дуге. Определение решений механизма очага на основе знаков первых вступлений Р-волн и по методу ТМЦ (HRVD, NEIC) дали достаточно близкие результаты, что свидетельствует об унаследовании направления вспарывания на разных стадиях образования разрыва (Рис. 4). Смещение эпицентра, определённого по методу ТМЦ, наблюдается к северо-востоку на расстояние порядка 15 км, глубина очага уменьшается от 89 до 74 км (Рис. 2).
[12] [16] MOS NEIC HRVD
Рис. 4. Землетрясение 30 мая 1990 г.
Имеются решения механизма очага землетрясения 31 мая 1990 г. по методу двойного диполя [12] и ТМЦ, которые хорошо согласуются между собой (Рис. 5).
229
Одна пологая нодальная плоскость ориентирована в субширотном направлении, вторая альтернативная плоскость крутого падения ориентирована в направлении северо-запад - юго-восток. Направление оси сжатия северо-восточное.
Время в очаге землетрясения во втором способе решения - это среднее время центроида, которое запаздывает относительно /0 тем сильнее, чем выше магнитуда землетрясения.
При рассмотрении разницы во времени и координат эпицентра землетрясения 31 мая оказалось, что время в очаге по НКУБ взято на 3 секунды раньше определений 1БС, поэтому и координаты эпицентра получились выходящими за пределы области Вранча.
Далее рассмотрим особенности решения механизмов очагов менее сильных промежуточных землетрясений, выполненных на основе двух разных способов.
Очаг землетрясения 2 октября 1978 г. приурочен к нижнему ярусу глубин -порядка 155 км. Надёжность определения механизма очага зависит от количества станций с известным направлением первого вступления, а также от расположения этих станций по отношению к эпицентру. Для землетрясения 2 октября эти условия довольно благоприятны, и механизм его может быть определён достаточно уверенно. Получено решение механизма очага по 98 знакам, 15 несогласующихся знаков в [12] и 108/5 в [13]. Одна из плоскостей имеет характер надвига с левосторонним сдвигом, вторая - с правосторонним сдвигом.
Имеется решение механизма очага по второму методу (НКУО). Оба решения близки между собой (Рис. 6). Плоскости разрыва ориентированы параллельно Восточным Карпатам. Ось близгоризонтального сжатия ориентирована в направлении северо-восток - юго-запад.
Далее рассмотрим землетрясение 31 мая 1979. Имеется 2 близких решения классическим методом [12, 13] (Рис. 7). Тип движения вдоль первой плоскости -левосторонний взбросо-сдвиг, компонента по простиранию преобладает. Сильный макросейсмический эффект в направлении на северо-восток от эпицентра согласуется с ориентацией плоскости разрыва NP1. Согласно решению HRVD, крутая плоскость диагонального простирания близка по ориентации с решениями по первому способу. Вторая плоскость пологая, оси сжатия и растяжения наклонные. Глубина очага по первому вступлению волн P - 130 км, по второму решению HRVD - 114 км. Время в очаге по второму способу на 7 секунд больше, чем по данным ISC.
[12]
[13]
HRVD
Рис. 6. Землетрясение 2 октября 1978 г.
230
[12] [13] HRVD
Очаг землетрясения 11 сентября 1979 г. приурочен к юго-западной окраине области Вранча и к нижнему этажу глубин порядка 150 км. По первому методу имеется 2 решения механизма очага [12, 13]. Согласно решению [12] первая плоскость - правосторонний взбросо-сдвиг, вторая плоскость - левосторонний взбросо-сдвиг. Рабочая нодальная плоскость параллельна простиранию Южных Карпат. Во втором решении [13] нодальные плоскости диагонального простирания. Одна из них пологая, другая крутая.
Решение по методу ТМЦ (HRVD) сходно с вариантом [13] (Рис. 8). При рассмотрении разницы во времени и координат эпицентра землетрясения 11 сентября оказалось, что время в очаге по HRVD взято неверно (на 4 секунды раньше определений ISC), поэтому и координаты эпицентра получились выходящими за пределы области Вранча.
[12] [13] HRVD
1 августа 1985 г. произошёл сейсмический дубль с интервалом в 3 часа. Направление простирания плоскости разрыва при первом событии дубля близко к простиранию очаговой области Вранча. Решение по методу ТМЦ в каталогах не приводится.
Для второго события сейсмического дубля имеются решения [12, 14], а также HRVD (Рис. 9). В полученных первым способом решениях одна из крутых плоскостей диагонального простирания. Другая плоскость ориентирована субгоризонтально. Большой вклад вносит сдвиговая составляющая. Согласно решению HRVD в очаге произошла сбросовая подвижка. Максимальное выделение энергии произошло на 33 км к востоку по отношению к эпицентру начала процесса разрывообразования, такое расстояние нам представляется завышенным. Эпицентр по HRVD выходит за пределы очаговой области.
231
[12] [14] HRVD
Рис. 9. Второе событие сейсмического дубля 1 августа 1985 г.
Магнитуда несколько выше у второго толчка дубля, а макросейсмический эффект в Молдове существенно меньше. Следовательно, особенности проявления дубля на земной поверхности обусловлены в значительной степени механизмом очага и направленностью излучения энергии.
На рисунке 10 показаны механизмы очага землетрясения 13 марта 1998, которое произошло в юго-западной части Вранча на глубине более 150 км. Знаки первых вступлений волн P хорошо разделяются нодальными плоскостями. Пологая плоскость ориентирована широтно, как и ось промежуточного напряжения N. Другая крутая плоскость диагональной ориентации. Ось сжатия направлена субмеридионально. Механизм очага носит надвиговый характер в соответствии с надвиганием Южных Карпат на Предкарпатье.
Кроме этого имеется решение механизма HRVD (Рис. 10). Оси сжатия и растяжения наклонные, обе нодальные плоскости имеют близкое, северо-восточное - юго-западное простирание. Движение по пологой наклонной плоскости представлено надвигом, по крутопадающей плоскости - взбросом. Время в очаге на 5 секунд больше, чем в каталоге ISC.
При сравнении двух решений механизма очага 13 марта видно, что вторые из двух альтернативных крутых плоскостей близки по ориентации, а первые отличаются.
MOLD HRVD
Рис. 10. Землетрясение 13 марта 1998 г.
Землетрясение 28 апреля 1999 г. произошло в юго-западной окраине фокальной зоны на глубине порядка 150 км. Согласно решениям первым (MOLD) и вторым (HRVD, [17]) способами, землетрясение произошло под действием горизонтальных сил сжатия, ориентированных в близширотном направлении (Рис. 11). Тип подвижки в очаге - надвиговый. Простирание обеих нодальных плоскостей субмеридиональное.
232
MOLD HRVD [17]
Рис. 11. Землетрясение 28 апреля 1999 г.
Использованные для построения механизма очага 6 апреля 2000 г. знаки первых вступлений продольных волн хорошо разделились (98/5). Полученный механизм очага находится в согласии с механизмами ТМЦ, представленными агентствами НКУО, СБЕМ, ЫЕ1С (Рис. 12). Наблюдается наклонная ориентация осей напряжений, причём ось растяжения Р направлена ближе к вертикали. Одна нодальная плоскость пологая, другая крутая, и по ней, по-видимому, произошла подвижка взбросового типа.
MOLD HRVD CSEM NEIC
Очаг землетрясения 24 мая 2001 г. приурочен к центральной части Вранча и глубине порядка 145 км. Противоречивых первому решению знаков мало (85/6). Необычно для вранчских землетрясений большое количество станций со знаками разрежения (23 с - 62 d). Имеется несколько вариантов решения механизма очага вторым способом (Рис. 13), которые хорошо согласуются между собой. По всем решениям крутая нодальная плоскость диагонального простирания, ось сжатия близгоризонтальна и направлена на северо-запад. Однако по данным MED начало разрыва не совпадает с другими определениями, опережает их на несколько секунд, отличаются и координаты эпицентра.
Землетрясение 20 июля 2001 г. произошло в северо-восточной части области Вранча на глубине порядка 120 км. Механизм очага по методу первого вступления характеризуется сжатием в юго-западном направлении и надвиганием юго-западного борта разрыва - на северо-восточный. Есть решения HRVD, MED, ZUR (Рис. 14). Решение по первому методу ближе всего согласуется с Гарвардским. Для решения MED время в очаге отличается на 6 секунд от времени по ISC, отличаются и координаты. По данным ZUR время в очаге опережает время по другим агентствам.
233
MOLD HRVD NEIC ZUR MED
Рис. 13. Землетрясение 24 мая 2001 г. MOLD HRVD ZUR MED
Рис. 14. Землетрясение 20 июля 2001 г.
Землетрясение 30 ноября 2002 г. произошло на глубине порядка 170 км в центральной части очаговой зоны. Имеется одно решение по первому методу, знаки плохо разделяются на стереографической плоскости (79/15). Приводятся 2 решения по второму методу (ZUR, MED) (Рис. 15). Все три решения практически совпадают. Согласно им, напряжения сжатия и растяжения наклонны к горизонту. Подвижка в очаге по плоскости NP1 - сброс с компонентами сдвига, по NP2 - сдвиг с компонентами сброса. Такой тип механизма является нетипичным для области Вранча. Аномально большой явилась и глубина очага события 30 ноября 2002 г.
MOLD ZUR MED
Рис. 15. Землетрясение 30 ноября 2002 г.
Очаг землетрясения 5 октября 2003 г. относится к юго-западной окраине Вранча и глубине порядка 150 км. Мы построили решение механизма очага землетрясения по 52/4 знакам. Северный борт разрыва надвигается на южный.
Имеется два решения по методу ЦМТ (ZUR, MED) (Рис. 16). Здесь вторые плоскости близки с нашим решением. Первая плоскость ориентирована диагонально. Ось сжатия близширотна.
234
MOLD
ZUR
MED
Рис. 16. Землетрясение 5 октября 2003 г.
Землетрясение 27 сентября 2004 г. в районе Вранча произошло в центральной части на глубине около 150 км и ощущалось на значительной части Молдовы. Возможно, оно спровоцировало месяцем спустя 27 октября разрядку накопившихся напряжений и в верхней части глубин фокальной зоны Вранча (h ~ 100 км).
Есть определения механизма очага как по стандартной методике, так и по тензору момента центроида: HRVD, ZUR, MED (Рис. 17).
Согласно решениям механизма очага MOLD нодальная плоскость NP1 ориентирована близширотно, плоскость NP2 - на северо-восток. Обе плоскости достаточно крутые, движения в очаге - взброс, сдвиговая компонента незначительна. Подобное решение характерно для землетрясений, обязанным своим происхождением тектоническим процессам Южных Карпат. Решение его очень близко совпадает с решением механизма очага 16 августа 1986 г., которое считается форшоком сильнейшего события 30 августа 1986 г.
В решениях по тензору момента по силы сжатия близгоризонтальны: по HRVD и чуть ближе к вертикали - по ZUR. Меньший разброс отмечен в наклоне сил растяжения, они близвертикальны по всем решениям. Тип движения - почти чистый взброс.
В обоих типах решений вторые плоскости близки по азимутальному направлению. Рабочая плоскость по MOLD ориентирована в направлении запад-восток. Затем она, вероятно, изменила позицию в диагональном направлении.
Вышеперечисленные землетрясения произошли в горах Вранча, и глубины их очагов составили 87-170 км. Землетрясение 3 октября произошло на глубине порядка 10 км в дельте Дуная (Георгиевское устье). Есть определения механизма очага события 3 октября как по тензору момента центроида (HRVD, ZUR, MED), так и по стандартной методике (MOLD) (Рис. 18). Все решения близки между собой,
MOLD
HRVD
ZUR
MED
Рис. 17. Землетрясение 27 сентября 2004 г.
235
простирание обеих плоскостей: юго-восток - северо-запад. Оси напряжений сжатия ориентированы близвертикально, оси растяжения - близгоризонтально. В очаге наблюдается движение сбросо-сдвигового типа.
MOLD HRVD ZUR MED
Землетрясение 27 октября 2004 г. хотя и уступает по своим энергетическим характеристикам сильнейшим землетрясениям области Вранча, но значительно превосходит по магнитуде уровень сейсмического фона. Очаг землетрясения приурочен к северо-восточной части очаговой зоны Вранча и верхнему этажу глубин.
Механизм очага по первым вступлениям определён на основе 210 знаков вступлений Р-волн (104 - сжатие, 106 - разрежение). 17 знаков не согласуются с принятым решением. Знаки хорошо разделяются на стереографической проекции. Обе возможные нодальные плоскости имеют северо-западное - юго-восточное простирание и наклонены к горизонту под углом в 46 градусов. Ось сжатия горизонтальна. Характер подвижки по обеим плоскостям надвиговый с небольшой сдвиговой компонентой.
Решения по методу тензора момента центроида HRVD, ZUR и NEIC (Рис. 19) близки между собой и характеризуются одной крутой, ориентированной на северо-восток - юго-запад. Другая плоскость пологая, в случае которой наблюдается различие в простирании для разных авторов. Ориентация осей напряжений во всех случаях почти одинакова. Поскольку при различных вариантах расчёта крутая плоскость оказалась более устойчивой, её можно принять за возможную плоскость разрыва. По всем решениям угол с горизонтом оси сжатия немного превышает таковой оси растяжения. Очаг представлен взбросо-сдвиговой подвижкой вдоль крутой плоскости.
По решению MED очаг представлен сбросовой подвижкой вдоль крутой плоскости. При рассмотрении разницы во времени и координат эпицентра землетрясения оказалось, что время в очаге по MED взято на 3 секунды раньше определений ISC, поэтому и решение механизма явилось исключением в ряду предыдущих определений.
Смещение эпицентра, определённого по методу ТМЦ (HRVD), наблюдается к юго-востоку на расстояние порядка 10 км, глубина очага уменьшается от 98 до 94 км.
236
В решениях MOLD, HRVD и NEIC азимуты второй плоскости NP2 близки между собой. Положение нодальной плоскости NP1 изменилось, вероятно, в процессе разрывообразования.
Решение механизма очага 14 мая 2005 г. построенное по 102 знакам первых вступлений P-волн. Имеются также решения HRVD, ZUR, MED (Рис. 20). Согласно решению механизма очага MOLD оси напряжений имеют близширотную ориентацию. Обе возможные плоскости разрыва имеют близмеридиональное простирание. В очаге наблюдаются надвиговые подвижки с незначительной сдвиговой компонентой. Для выбора действующей плоскости разрыва мы руководствовались геологическими соображениями. По плоскости №1 западный борт разрыва надвинут на восточный, в соответствии с продолжающимся вздыманием Карпатских гор. Сопоставление с альтернативными решениями показывает хорошее согласие.
MOLD HRVD ZUR MED
Землетрясение 18 июня 2005 г. произошло в северо-восточной зоне Вранча. Согласно решению механизма очага, оси напряжений ориентированы на северо-северо-восток - юго-юго-запад.
Нодальные плоскости имеют близширотную направленность. Подвижки по обеим плоскостям представлены надвигами. Варианты решений MOLD, HRVD, ZUR и MED близки между собой (Рис. 21).
Очаг землетрясения 13 декабря 2005 г., как и при землетрясении 18 июня, локализован в северо-восточной части очаговой зоны Вранча на глубине ~ 140 км.
Решение механизма очага 13 декабря MOLD выполнено по 60 знакам первых вступлений P-волн. Распределение знаков в стереографической проекции очень неравномерное, их разделение затруднено. Обе нодальные плоскости простираются близширотно. Подвижки по ним представлены надвигами.
237
MOLD HRVD ZUR MED
Рис. 21. Землетрясение 18 июня 2005 г.
Имеются решения HRVD, MED, тип движения по плоскости NP1 - почти чистый взброс (Рис. 22). Сравнение их с решением по знакам первых вступлений показывает согласие в ориентации осей напряжений. Совпадает тип движения в очаге по крутым плоскостям, ориентированным на северо-восток - юго-запад (надвиг). Различие наблюдается в положении вторых нодальных плоскостей, они пологие и простираются субмеридионально.
В решении HRVD и MED указано время в очаге почти на 3 секунды меньше, чем по данным других агентств.
MOLD HRVD ZUR MED
Рис. 22. Землетрясение 13 декабря 2005 г.
Достаточно сильное (Mw = 5,2) землетрясение произошло 25 апреля 2009 г. на глубине порядка 100 км в центральной части Вранча. Построение выполнено по 135 знакам, 12 не согласующихся с решением знаков. Обе возможные плоскости разрыва имеют диагональное простирание и почти равные углы падения. Подвижки по плоскостям представляют надвиги с небольшой сдвиговой компонентой.
Кроме того, имеются решения механизма очага землетрясения 25 апреля, полученные с помощью тензора момента центроида по данным HRVD, ZUR, GCMT, NEIC, MED (Рис. 23). Все решения хорошо согласуются между собой. Северо-западный борт разрыва надвигается на юго-восточный.
Гипоцентр землетрясения 8 июня 2010 г. находился на глубине порядка 110 км. Механизм очага этого землетрясения построен по данным о 88 знаках вступлений Р-волны. Ориентация возможных плоскостей разрыва: северо-запад -юго-восток. Имеются решения механизма очага по методу тензора момента центроида HRVD и MED (Рис. 24). В решении HRVD наблюдается диагональная ориентация нодальных плоскостей.
238
MOLD HRVD ZUR
GCMT NEIC MED
Тип решения согласуется в полученных вариантах. Подвижка в очаге близка к взбросу: юго-западный борт разрыва надвигается на северо-восточный. Решение MED отличается от предыдущих по ориентации нодальных плоскостей и направлению оси сжатия. Отличаются и координаты эпицентра землетрясения от определений основных агентств.
Очаг землетрясения 30 сентября 2010 г. расположен на глубине порядка 140 км и приурочен к юго-западной окраине фокальной зоны Вранча. Для построения механизма очага было использовано 59 знаков. Обе нодальные плоскости ориентированы в направлении восток-запад. Разрыв в очаге произошёл под действием горизонтальной силы сжатия, направление оси которой меридиональное. По одной из плоскостей произошло надвигание северного борта разрыва на южный борт. По решению MED нодальные плоскости ориентированы диагонально (Рис. 25).
В 2011 году в Молдове произошло два ощутимых землетрясения 1 мая и 4 октября. При сравнительном анализе этих двух событий оказалось, что при небольшой разнице в размере магнитуд, в координатах эпицентра и глубинах очагов решения механизмов отличаются между собой. Макросейсмический эффект на территории Молдовы был сильнее 1 мая.
239
MOLD MED
Рис. 25. Землетрясение 30 сентября 2010 г.
Для события 1 мая использовано 88 знаков. Ось напряжения сжатия P ориентирована субширотно. Обе нодальные плоскости простираются субмеридионально. Одна из них (рабочая) крутая падает на юго-запад, другая положе, имеет юго-восточное падение. Подвижка по крутой плоскости - взброс с небольшим левосторонним сдвигом.
По второму способу имеются решения MED и GFZ, которые согласуются с первым (Рис. 26).
MOLD MED GFZ
Рис. 26. Землетрясение 1 мая 2011
Для решения механизма очага 4 октября 2011 г. использовано 89 знаков. Как и в случае землетрясения 24 мая 2001 г. отмечено большое число знаков разряжения (32 c - 57 d). Ось напряжений растяжения T ориентирована на юг, сжатия P - почти на запад. Обе нодальные плоскости ориентированы близмеридионально и характеризуются надвиговыми подвижками. Одна из нодальных плоскостей рабочая, имеет падение на северо-запад, другая на северо-восток.
По методу ТМЦ есть решение MED, согласующееся с MOLD (Рис. 27).
MOLD MED
Рис. 27. Землетрясение 4 октября 2011 г.
240
Землетрясение 6 июля 2012 относится к северо-восточной части фокальной области и верхнему этажу глубин. Решение по первому типу построено по 63 хорошо разделяющимся знакам. Простирание обеих нодальных плоскостей -диагональное. Одна из нодальных плоскостей, рабочая, имеет крутое падение на северо-запад, другая пологая - на северо-восток. Решения по второму типу приводятся агентствами MED и NEIC. Решение MED согласуется с решением MOLD. Решение NEIC получилось иного типа. Нодальные плоскости расположены в направлении северо-запад - юго-восток (Рис. 28).
MOLD MED NEIC
Рис. 28. Землетрясение 6 июля 2012 г.
Землетрясение 1 декабря 2012 г. произошло на северо-восточной границе зоны Вранча и глубине порядка 90 км. Знаки (98/22) плохо разделяются. Тип подвижки по обеим плоскостям надвиговый с небольшой сдвиговой компонентой. Решение MED в целом не противоречит первому решению (Рис. 29). Северо-западный борт разрыва надвигается на юго-восточный.
MOLD MED
Рис. 29. Землетрясение 1 декабря 2012 г.
Очаг землетрясения 6 октября 2013 г. приурочен к центральной части области Вранча и глубине порядка 130 км. Получено решение MOLD механизма землетрясения по 109 знакам. Механизм MOS определён по 69 знакам. Имеются также решения механизма по методу ТМЦ: USGS, GCMT, MED, GFZ (Рис. 30).
Землетрясение произошло под действием сил близгоризонтального сжатия и близвертикального растяжения. Горизонтальные составляющие сжимающих напряжений нормальны к Карпатской дуге в районе её изгиба. Линия пересечения плоскости, в которой располагаются оси P и T с земной поверхностью, служит касательной к горной дуге. Тип подвижки по обеим плоскостям надвиговый с небольшой сдвиговой компонентой. Такой характер механизма является типичным для промежуточных вранчских очагов.
241
Решения механизма очага, полученные двумя методами, хорошо согласуются между собой.
MOLD MOS USGS
GCMT MED GFZ
Характер механизма землетрясения 15 октября 2013 г. по MOLD и MED близок к таковому для события 6 октября 2013 г. (Рис. 31).
Землетрясение 29 марта 2014 г. произошло в центральной части Вранча на глубине порядка 130 км. Решение механизма очага построено по 87 знакам вступлений волн P. Знаки хорошо разделяются на стереографической проекции. Обе нодальные плоскости ориентированы в близмеридиональном направлении. Ось сжатия близгоризонтальна и направлена на запад. Ось растяжения близвертикальна.
В очаге произошла надвиговая подвижка. В решениях GCMT, MED, GFZ сохранилась схожая ориентация нодальных плоскостей и тип подвижки по сравнению с первым решением (Рис. 32).
В каталоге BUC имеется решение механизма очага 10 сентября 2014 г. по 68 знакам вступлений волн P на сейсмических станциях мира. Знаки хорошо разделяются на стереографической проекции. Одна из нодальных плоскостей крутая и ориентирована в направлении северо-запад - юго-восток. Другая альтернативная плоскость пологая и ориентирована в направлении запад-восток. Ось сжатия близгоризонтальна и направлена на северо-восток. Ось растяжения
242
близвертикальна. При изучении механизма очага выявлено, что станции Кишинёв и Малые Милешты лежат вблизи нодальной плоскости ИР2 (поверхности, на которой смещения в продольных волнах или определённые компоненты в поперечных равны нулю). По этой плоскости произошла надвиговая подвижка. На сейсмограммах отмечена малая величина амплитуд в волне Р.
Решения MED и GFZ совпадают с предыдущим (Рис. 33).
BUC MED GFZ
Наиболее значительным коровым событием за инструментальный период наблюдений было землетрясение 22 ноября 2014 г. с магнитудой ml = 5.7 и глубиной очага 40 км. Землетрясения в данной зоне продолжались вплоть до 19 января 2015 г. Наибольшим был афтершок 7 декабря с ml = 4.5. Очаги связаны с активизацией разлома Печеняга-Камена.
В каталоге BUC и информационном сообщении ИОЦ ГС РАН имеется решение механизма очага землетрясения 22 ноября по первому способу. Одна из плоскостей крутая, вторая возможная плоскость пологая. Движение в очаге возникло под действием растягивающих напряжений.
Приведены также механизмы очага по данным, NEIC, IPGP, INGV, GCMT, MED (Рис. 34).
Решения по данным разных центров подобны. Во всех случаях одна из нодальных плоскостей наклонена к горизонту близвертикально. Тип движения -левосторонний сдвиг с компонентами сброса. Другая альтернативная плоскость залегает как полого, так и под большим углом. Простирание крутой плоскости согласуется с направлением разрыва Печеняга-Камена.
243
IPGP INGV GCMT MED
Рис. 34. Землетрясение 22 ноября 2014 г.
Для корового события 7 декабря 2014 г. получено решение BUC по 50 знакам. Решение MED согласуется с предыдущим (Рис. 35). Ось растяжения близгоризонтальна, ось сжатия наклонна.
BUC MED
ВЫВОДЫ
Нами собраны и проанализированы решения 34 механизмов очагов карпатских землетрясений по знакам вступлений продольных волн и решения по методу тензора момента центроида. Имея в виду, что решения первого типа получены по короткопериодной аппаратуре, а тензор момента по длиннопериодной сейсмограмме, решения по первому вступлению Р-волн можно отнести к самому началу процесса в очагах, а полученное по тензору момента к этапу наступления его максимальной фазы. Таким образом, получается, что различия в механизмах очагов, полученных разными способами, свидетельствуют о сложном характере процессов вспарывания в очагах изучаемых землетрясений и вероятно об изменении ориентации плоскости разрывов во времени.
Анализ механизмов очагов за период 1977-2014 гг. показал, что в небольшом сейсмогенном объёме наблюдается хаотичная ориентация плоскостей разрыва в
244
соответствии с приуроченностью эпицентров к различным частям Карпатской горной дуги. Очаги землетрясений относятся к разным этажам глубин.
Большинство из рассмотренных землетрясений области Вранча произошли под действием сжимающих напряжений; одно событие 30 11 2002 г. с глубиной очага 170 км - под действием растягивающих напряжений. Три коровых землетрясения имели сдвиго-сбросовый характер. Если в центре сетки Вульфа для промежуточных очагов находится область сжатия и ось растяжения, то для коровых - в центре область растяжения с осью сжатия.
Сравнение решений, полученных по знакам Р-волн, с решениями ТМЦ для землетрясений 04 03 1977 г., 02 10 1978 г., 30 08 1986 г., 30 05 и 31 05 1990 г., 28 04 1999г., 24 05 2001 г., 30 11 2002 г., 03 10 2004 г., 14 05 и 18 06 2005 г., 25 04 2009 г., 01 05 и 04 10 2011 г., 06 10 2013 г., 29 03 и 10 09 2014 г. показывает практическую их тождественность.
Для достаточно сильного землетрясения 27 10 2004 г. с Мм> = 5.8 положение нодальной плоскости изменилось, вероятно, в процессе разрывообразования.
Для некоторых землетрясений при том же типе подвижки отдельные различия отмечаются лишь в ориентации нодальных плоскостей и осей главных напряжений. Возможно, это связано с использований различных методик определений механизма очага.
Тип подвижки в очагах вранчских землетрясений (надвиг, взбросо-сдвиг) в основном сохраняется, независимо от существенной разницы в положении нодальных плоскостей, полученные разными способами. Это связано с обстоятельством, что различия в положении нодальных плоскостей закономерны. Было замечено, что в случаях сравнения положение одной из нодальных плоскостей остаётся почти одинаковой; другая нодальная плоскость в случае первого решения и по ТМЦ имеет почти то же самое падение, но простирание отличается на величину от 30° до 90°. В некоторых случаях механизм остаётся такой же самый, но обе плоскости повёрнуты на угол от 30° до 60°, сохраняя взаимное расположение. В некоторых случаях различия в положении нодальных плоскостей не имеют закономерного характера.
Сделан вывод о возможной связи выявленных различий, как с природой самих событий, так и с несоответствием используемой модели очагов реальным процессам.
Проведённый нами анализ показывает, что сравнение механизмов, полученных по короткопериодным волнам и по тензору момента, может дать ценную информацию о развитии процесса вспарывания во времени землетрясений.
Для более полной характеристики напряжённо-деформированного состояния среды в Карпатском регионе следует применять оба метода, дополняющие друг друга.
Список литературы
1. Балакина Л. А., Введенская А. В., Голубева Н. В., Мишарина Л. А., Широкова Е. И. Поле упругих напряжений Земли и механизм очагов землетрясений. М.: Наука, 1972. 198 с.
2. Вербицкий С. Т., Пронишин Р. С., Прокопишин В. И., Стецкив А. Т., Чуба М. В., Нищименко И. М., Келеман И. Н. Сейсмичность Карпат в 2014 году // Ученые записки Таврического национального университета имени В. И. Вернадского. Серия «География». 2014. Том 27 (66). № 4. С. 87-96.
3. Единая геофизическая служба Российской академии наук [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ceme.gsras.ru/cgi-bin/ksa/info_quake.pl7mode = -1.
245
4. Bulletin of the International Seismo logical Centre for 1977-2014. International Seismo logical Centre (ISC). On-line Bulletin [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.isc.ac.uk/.
5. Institutul National pentru Fizica Pamantului C. P. MG-2. Bucuresti-Magurele. Romania. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www1.infp.ro/arhiva-in-timp-real/.
6. Друмя А. В., Степаненко Н. Я., Илиеш И. И. и др. Сейсмический режим области Вранча за период 1991-2001 гг. // Сейсмичность Северной Евразии. Материалы Международной конференции. Обнинск: ГС РАН, 2008. С. 73-77.
7. Друмя А. В., Степаненко Н. Я., Симонова Н. А., Алексеев И. В., Карданец В. Ю. Атлас карт интенсивности землетрясений Молдовы (XVIII-XXI вв.). Кишинёв: Descrierea CIP a Camerei Nationale a Cartii, 2009. 154 с.
8. Степаненко Н. Я., Симонова Н. А., Карданец В. Ю. Сравнительный анализ механизмов очагов землетрясений области Вранча, полученных двумя методами // Buletinul Instituiului de Geologie si Seismologie al Academiei de Stiinte a Moldovei. 2012. № 1. С. 17-32.
9. Степаненко Н. Я., Симонова Н. А., Карданец В. Ю. Пространственные вариации осей главных напряжений в очагах землетрясений области Вранча // Сейсмологический бюллетень Украины за 2012 год. Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика», 2013. С. 46-56.
10. Dziewonski A. M., Chou T. A., Woodhouse J. H. Determination of earthquake source parameters from wave-form data for studies of global and regional seismicity // Journal Geophysical Research. 1981, no. 86, pp. 2825-2852.
11. EMSC, Earthquake information Euro-Med seismicity. Real Time Seismicity [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.emsc-csem.org/Earthquake/seismologist.php.
12. Mostryukov A. O., Petrov V. A. Catalogue of focal mechanisms of earthquakes 1964-1990. Materials of the World Data Center. Moskow, 1994. 87 p.
13. Radulian M., Popescu E., Bala A., Utale A. Catalog of fault plane solution for the earthquakes occurred on the Romanian territory // Romanian Journal Physics. 2002, no. 47, pp. 663-683.
14. Oncescu M. C., Apolozan L. Dubletul seismic de la 1 august 1985. Revue roumaine de géographie Geologie and Geophysique. 1986, v. 24, pp. 12-16.
15. Trifu C. I., Oncescu M. C. Fault geometry of August 30 1986 Vrancea earthquake // Annales de Geophysique. 1987, v 5, no. 6, pp. 727-729.
16. Захарова А. И., Чепкунас Л. С., Коломиец М. В. и др. Сильные землетрясения мира. Землетрясения в СССР в 1990 году. М.: РАН, 1996. С. 214.
17. Bonjer K. P., Oncescu L., Rizescu. T. e. a. Source- and Site-Parameters of the April 28, 1999 // International Conference Earthquake Loss Estimation and Risk Reduction. Bucharest: Académie Roumaine. 2002, pp. 24-26.
18. Информационное сообщение об ощутимом землетрясении в Румынии 22 ноября 2014 г. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ceme.gsras.ru/cgi-bin/ceme/quake_stat.pl7sta = 20144272&l = 0.
19. Muller G., Bonjer K. P., Stockl H. Procesul de rupere dedus din solutia planului de falie si analiza evenimentului multiplu // Cercetari seismologice asupra cutremurului din 4 martie 1977. Bucurest: Académie Roumaine. 1979, pp. 17-38.
20. Enescu D. Contributions to the knowledge of the focal mechanism of the Vrancea strong earthquake of March 4, 1977 // Revue Roumaine Geologie, Geophysique, Geographie. 1980, v. 24. no. 1, pp. 3-18.
COMPARISON OF REGIONAL DEFINITIONS FOR FOCAL MECHANISMS OF CARPATHIAN EARTHQUAKES WITH CENTROID MOMENT TENSOR SOLUTIONS Stepanenco N. Ya., Cardanet V. Yu.
Institute of Geology and Seismology of the Moldavin AS, Chisinau, Moldava E-mail: seismolab@rambler.ru
246
CmenanenKO H. M., Карданец B. №.
The article presents focal mechanisms solutions of 34 earthquakes with Mw > 4.4, occurred in 1977-2014 and manifested in Republic of Moldova. Seismic hazard in the Republic of Moldova is largely determined by the influence of the intermediate region of Vrancea earthquakes and crustal earthquakes occurring in the south-eastern part of Romania. Consider the features of the mechanisms of earthquakes eastern part of the Carpathian area, the decisions of which were obtained in two ways in the period 1977-2014.
The objective of this work consisted of a comparison of the results of the field reconstruction of tectonic stresses in the Carpathian region with the use of two different methods described, applied to the same strong earthquakes.
The comparative analysis of focal mechanisms of these earthquakes, made by the method of the P-waves first arrival and the method of centroid moment tensor (CMT), was done. For the strongest earthquakes - March 4, 1977, August 30, 1986 and May 30, 1990 - with the help of a comparative analysis of the mechanisms, the scheme of faulting process was created, since standard definition refers to the beginning of the process in the focus, and CMT solution refers to the moment of maximum energy release. The picture of the stressstrain state of the Earth's crust and upper mantle in the parameters of the centroid moment tensor as a whole does not differ from the picture obtained from the focal mechanisms data by the standard method. However, for individual events differences in the parameters that characterize stresses and the rupture plane and differences in the types of dislocations are marked. It was concluded that differences may relate as to the nature of the events themselves, and with mismatch of used focus model with real processes. The focal mechanism of the intermediate earthquakes of Vrancea region is caused by the action of sub-horizontal compression and sub-vertical stretching. For some earthquakes with the same type of progress the individual differences observed only in the orientation of the nodal planes and axes of the principal stresses. Perhaps this is due to the use of different techniques of focal mechanism determinationsThe occurrence of strong crustal earthquakes in the region is caused by the influence of sub-horizontal stretching. Our analysis shows that the comparison of mechanisms, obtained by short-period waves and moment tensor, can provide valuable information about the progress of the ripping process in time for major earthquakes. For a more complete characterization of the stress-strain state of the environment it is recommended to use both methods, complementing each other.
Keywords: earthquake, Vrancea zone, focal mechanism, radiation direction, stress, nodal plane.
References
1. Balakina L. A., Vvedenskaya A. V., Golubeva N. V., Misharina L. A., Shirokova E. I. Pole uprugih napryazhenij Zemli i mekhanizm ochagov zemletryasenij (Field of elastic stresses of the Earth and the earthquake focal mechanism). Moscow: Nauka, 1972, 198 p. (in Russian).
2. Verbickij S. T., Pronishin R. S., Prokopishin V. I., Steckiv A. T., CHuba M. V., Nishchimenko I. M., Keleman I. N. Sejsmichnost' Karpat v 2014 godu (Seismicity of Carpathians in 2014). Uchenye zapiski Tavricheskogo nacional'nogo universiteta imeni V. I. Vernadskogo. Seriya «Geografiya». 2014, v. 27(66), no. 4, pp. 87-96 (in Russian).
247
3. Edinaya geofizicheskaya sluzhba Rossijskoj akademii nauk [Elektronic resource]. URL: http://www.ceme.gsras.ru/cgi-bin/ksa/info_quake.pl7mode = -1 (in Russian).
4. Bulletin of the International Seismological Centre for 1977-2014. International Seismological Centre (ISC). On-line Bulletin [Elektronic resource]. URL: http://www.isc.ac.uk/. Thatcham, United Kingdom.
5. Institutul National pentru Fizica Pamantului C. P. MG-2. Bucuresti-Magurele. Romania. [Elektronic resource]. URL: http://www1.infp.ro/arhiva-in-timp-real/.
6. Drumya A. V., Stepanenko N. Y A., Iliesh I. I. i dr. Sejsmicheskij rezhim oblasti Vrancha za period 1991-2001 gg. (Seismic regime of Vrancea region in Carpathians during 1991-2001). Sejsmichnost' Severnoj Evrazii Materialy Mezhdunarodnoj konferencii. Obninsk: GS RAN, 2008, pp. 73-77 (in Russian).
7. Drumya A. V., Stepanenko N. Ya., Simonova N. A., Alekseev I. V., Kardanec V. Yu. Atlas kart intensivnosti zemletryasenij Moldovy (XVIII-XXI vv.) (Atlas of the intensity maps of the earthquakes in Moldova (18-21-th centuries). Kishinyov: Descrierea CIP a Camerei Nationale a Cartii, 2009. 154 p. (in Russian).
8. Stepanenko N. Ya., Simonova N. A., Kardanec V. Yu. Sravnitel'nyj analiz mekhanizmov ochagov zemletryasenij oblasti Vrancha, poluchennyh dvumya metodami (Comparative analysis of fault plane solutions of the earthquakes of Vrancea region, executed using two methods). Buletinul Instituiului de Geologie si Seismologie al Academiei de Stiinte a Moldovei. 2012, no. 1, pp. 17-32 (in Russian).
9. Stepanenko N. Ya., Simonova N. A., Kardanec V. Yu. Prostranstvennye variacii osej glavnyh napryazhenij v ochagah zemletryasenij oblasti Vrancha (The spatial peculliarites of focal parameters of Vrancea region earthquakes.) Sejsmologicheskij byulleten' Ukrainy za 2012 god. Sevastopol: NPC «EHKOSI-Gidrofizika», 2013, pp. 46-56 (in Russian).
10. Dziewonski A. M., Chou T. A., Woodhouse J. H. Determination of earthquake source parameters from wave-form data for studies of global and regional seismicity. Journal Geophysical Research, 1981, no. 86, pp. 2825-2852 (in English).
11. EMSC, Earthquake information Euro-Med seismicity. Real Time Seismicity [Elektronic resource]. URL: http://www.emsc-csem.org/Earthquake/seismologist.php. (in English).
12. Mostryukov A. O., Petrov V. A. Catalogue of focal mechanisms of earthquakes 1964-1990. Materials of the World Data Center. Moscow, 1994. 87 p. (in English).
13. Radulian M., Popescu E., Bala A., Utale A. Catalog of fault plane solution for the earthquakes occurred on the Romanian territory. Romanian Journal Physics. 2002, no. 47, pp. 663-683 (in English).
14. Oncescu M. C., Apolozan L. Dubletul seismic de la 1 august 1985. Revue roumaine de Géographie Geologie and Geophysique. 1986, v. 24, pp. 12-16 (Romanian).
15. Trifu C. I., Oncescu M. C. Fault geometry of August 30 1986 Vrancea earthquake. Annales de Geophysique. 1987, v. 5, no. 6, pp. 727-729 (in English).
16. Zaharova A. I., Chepkunas L. S., Kolomiec M. V. i dr. Sil'nye zemletryaseniya mira (Strong earthquakes of the World). Zemletryaseniya v SSSR v 1990 godu. Moscow: RAN, 1996, pp. 214 (in Russian).
17. Bonjer K. P., Oncescu L., Rizescu. T. e. a. Source- and Site-Parameters of the April 28, 1999. International Conference Earthquake Loss Estimation and Risk Reduction. Bucharest: Académie Roumaine, 2002, pp. 24-26 (in English).
18. Informacionnoe soobshchenie ob oshchutimom zemletryasenii v Rumynii 22 noyabrya 2014 g. [Elektronic resource]. URL: http://www.ceme.gsras.ru/cgi-bin/ceme/quake_stat.pl7sta = 20144272&l = 0 (in Russian).
19. Muller G., Bonjer K. P., Stockl H. Procesul de rupere dedus din solutia planului de falie si analiza evenimentului multiplu. Cercetari seismologice asupra cutremurului din 4 martie 1977. Bucuresti: Académie Roumaine, 1979, pp. 17-38 (Romanian).
20. Enescu D. Contributions to the knowledge of the focal mechanism of the Vrancea strong earthquake of March 4, 1977. Revue Roumaine. Geologie, Geophysique, Geographie. 1980, v. 24, no. 1, pp. 3-18 (in English).
Поступила в редакцию 25.11.2016 г.
248
