4548-1 (Опыт краткосрочного прогноза времени, места и силы камчатских землетрясений 1996-2000 гг.), страница 4

В период сентябрь-декабрь 1995 г. для сейсмического процесса на Камчатке в широком диапазоне энергии землетрясений были характерны черты упорядоченности и самоорганизации, что проявлялось, главным образом, в суточной, двухсуточной и 10-суточной цикличности камчатских землетрясений, а также в синхронизации глобальной и региональной сейсмичности. Приведем конкретные данные.

10-суточная цикличность. В период сентябрь-декабрь 1995 г. на Камчатке произошло 17 землетрясений с К=11 и более (точнее, с К>10,8). Из них 3 могут считаться одиночными событиями, а остальные образуют 4 группы с временными интервалами между последовательными землетрясениями не более 3 суток. Выбрав в качестве реперов одиночные землетрясения и наиболее сильные события в группах, получим следующую временную последовательность землетрясений: 11 сентября (К=12,7), 20 сентября (К=11,8), 30 сентября (К=13,0), 20 октября (К=10,8), 19 ноября (К=12,7), 11 декабря (К=12,6), 31 декабря (К=13,1). С точностью до суток длительность интервалов между этими последовательными событиями образует следующий ряд значений: 9, 10, 20, 30, 21 и 20 суток, т.е. землетрясения происходили с интервалами, кратными периоду Т=10 суток с отклонением от этого значения не более, чем на одни сутки. Первоначально было сделано предположение, что эта величина соответствует одной трети лунного синодического месяца Т=29,53 суток, т.е. равна 9,84 суток. Возможны и другие объяснения, о чем будет сказано позже. Существенно то, что 10-суточная цикличность связана с откликом сейсмического процесса в Камчатском регионе на внешние воздействия и указывает на упорядоченность процессов выделения сейсмической энергии во времени в виде циклически возникающих сильных землетрясений. Были предприняты попытки выявить другие черты цикличности и самоорганизации сейсмического процесса.

2-суточная и 1-суточная цикличности землетрясений. Было обращено внимание на то, что большинство камчатских землетрясений с К=10 и более в ноябре 1995 г. происходили по нечетным дням. Наиболее отчетливо этот эффект проявился в декабре, после землетрясения 3 декабря с М=7,9 (NEIC) в южной части Курильских островов. Все землетрясения энергетического класса К>10,0 регистрировались только в нечетные дни (имеются ввиду четные и нечетные юлианские даты): 5, 7, 11, 15, 17, 17, 21, 25, 25, 31 декабря. Вероятность случайного возникновения подряд 10 таких событий составляет около 0,001. Сходный результат преимущественнной приуроченности событий к нечетным дням выявлен по мировым данным для землетрясений с М более 5,5. Это, во-первых, указывает на глобальную природу обнаруженного явления и, во-вторых, на фазовую синхронизацию глобального и регионального сейсмических процессов для двухсуточного цикла. Подобного рода самоорганизация и упорядоченность выделения сейсмической энергии могла быть связана, на наш взгляд, с синхронной подготовкой сильных событий как в регионе, так и в мире. Анализ сейсмичности Камчатки на более низком энергетическом уровне показал, что в период 6-22 декабря ярко проявлялась неравномерность внутрисуточного распределения землетрясений с К>,0. За указанный период лишь одно землетрясение произошло в 11-часовом по длительности интервале суток от 8 часов до 19 часов (здесь и везде далее указывается Гринвичское время), тогда как вне этого интервала суток зарегистрировано 20 землетрясений. Обратим внимание на то, что эти 20 землетрясений произошли в "неопасное" время суток, из чего можно было сделать вывод (в тот период это казалось нам маловероятным), что ожидавшееся сильное землетрясение готовится не в сейсмофокальной зоне, как это произошло в действительности. Столь ярко выраженная суточная цикличность рассматривалась нами как краткосрочный предвестник возможного сильного землетрясения на Камчатке. Что еще принималось во внимание перед тем, как был дан прогноз сильного землетрясения с М=7-7,8?

Последняя в 20-м веке активная фаза для камчатских землетрясений с М>7 согласно формуле (1) соответствует интервалу ноябрь 1995 - декабрь 1998 г., т. е. с ноября 1995 г. почти на порядок возросла вероятность возникновения событий указанной силы [31,33,34]. В этой активной фазе с вероятностью 0,6 в период июль 1996 - июль 1998 г. согласно оправдавшемуся впоследствии долгосрочному прогнозу в северной части камчатского участка субдукции в широтной полосе 53,0^o -56,0^o N ожидалось землетрясение с М=7,5 и более [31,33]. Было обращено также внимание на то, что 3 декабря в южной части Курильских островов произошло сильное землетрясение с моментной магнитудой М=7,9 (NEIC). Это означало, что в ближайший месяц повысилась вероятность возникновения сильного камчатского землетрясения и необходимо было более детально анализировать региональную сейсмичность (см. раздел 1). Характерно, что как отклик на это событие спустя 2-3 суток после этого землетрясения стали в хорошо выраженной форме проявляться суточная и 2-суточная цикличности камчатских землетрясений во всем регионе. В соответствии с алгоритмом Мантия была сделана приближенная оценка места возникновения ожидаемого землетрясения. Поскольку аномальные вариации сейсмичности в верхней мантии в районе г.Петропавловск-Камчатский отсутствовали, был сделан вывод, что в ближайшие 3 недели в радиусе 120 км от областного центра землетрясения с М>6 маловероятны. На основании комплексного анализа сейсмологических данных 29 декабря 1995 г. в региональный экспертный совет нами был представлен официально зарегистрированный прогноз (обсуждавшийся в тот же день) следующего содержания: "На основании комплексного анализа сейсмологических данных в соответствии с алгоритмом М6 сделан вывод, что землетрясения с М=6,5 и более на расстоянии до 120 км от г.Петропавловск-Камчатский в ближайшие 3 недели не ожидаются На Камчатке в период до августа 1996 г. повысилась вероятность возникновения землетрясений с М=7-7,8 (p=0,3). В период март-июль 1996 г. вероятность возникновения землетрясения с М=7,6-7,8 составляет 0,2". Этот прогноз был одновременно краткосрочным и среднесрочным. В ближайшие 3 недели была повышенной вероятность землетрясений с М=7-7,8 на расстоянии более 120 км от областного центра и в дальнейшем до августа на Камчатке ожидались землетрясения с М=7-7,8.

Спустя 3 дня после подачи прогноза в районе Карымского вулкана 1 января 1996 г. вне сейсмофокальной зоны Заварицкого-Беньофа произошло вулкано-тектоническое землетрясение с М=7 на расстоянии около 100-130 км от областного центра. Точность определения координат гипоцентров землетрясений такой силы в этом районе составляет около 10-30 км, так как в радиусе 80 км от гипоцентра расположена только одна сейсмическая станция. До августа 1996 г. в соответствии со сделанным прогнозом на Камчатке произошло 3 землетрясения с М=7, причем последнее было как раз в июле. Кроме того, учитывая наш методический подход, можно считать неслучайным, в связи с отмеченной также синхронизацией глобальной и региональной сейсмичности с периодом цикла 2 суток, что в один и тот же день с Карымским землетрясением, за 2 часа до него, произошло сильное землетрясение с М= 7,9 (NEIC) в районе экватора к югу от Филиппин. Этот первый прогноз автора в реальном времени можно считать относительно удачным, поскольку он оправдался по времени, месту и магнитуде ожидаемых событий, хотя формулировка прогноза была не очень четкой.

Землетрясение 21 июня 1996 г. с М=7

Гипоцентр этого землетрясения, ощущавшегося в г.Петропавловск-Камчатский как 4-5-балльное, был удален к юго-востоку от него на расстояние около 150 км (см. рис.3). Магнитуда оценена по данным станции Обнинск. Сейсмическая подготовка события по многим параметрам была достаточно типичной для землетрясений такой силы. В течение 2,5 месяцев до события в той части сейсмофокальной зоны, где произошло это землетрясение, отмечалось сеймическое затишье по данным землетрясений с К=9,5 и более, Н=0-200 км. Со 2-го по 15 июня была отмечена форшоковая активизация (Кмакс=11,8) к северу от области очага будущего землетрясения. Анализ сейсмичности на глубинах 70-150 км в соответствии с алгоритмом Мантия показал, что в исследуемом цилиндрическом объеме с радиусом 60 км в период 3 апреля - 15 июня сформировалась сейсмическая аномалия в виде 7 землетрясений с Кмакс=10,4. Анализ сейсмичности в зоне сейсмического затишья и прилегающей территории показал, что в течение трех месяцев, с 17 марта по 17 июня в одной половине суток, с 6 час 45 мин до 18 час 04 мин, произошло 14 землетрясений из 15 с К>9,1 и глубиной очага 0-150 км. В этой так называемой "опасной" половине суток произошли все 6 землетрясений в период 2-15 июня, когда имела место форшоковая активизация с Кмакс=11,8. Для периода 24.04.-15.06.1996 г. все 11 землетрясений с К=7,0 и более, Н=70-150 км, зарегистрированные в северной части зоны сейсмического затишья, произошли в интервале суток от 6 до 20 часов. Была выявлена пространственно-временная упорядоченность землетрясений с энергетическим классом К>7 на глубинах до 150 км, что выразилось в возникновении пространственно-временных цепочек землетрясений (на плановой проекции), вытянутых в широтном и меридиональном направлениях. Эти направления цепочек были превалирующими по отношению к другим. Ранее это явление отмечалось по ретроспективным данным накануне других сильных камчатских землетрясений. Указанные региональные аномалии можно было также связывать с подготовкой и возникновением 10 июня землетрясения на Алеутских островах с М=7,9 (NEIC). Кроме того, 17 июня произошло землетрясение с М=7,9 (NEIC) в районе экватора, в Молуккской зоне. Имеющиеся данные позволили 20 июня представить в региональный экспертный совет прогноз следующего содержания: "Анализ данных по алгоритму М6 показал, что сформировался предвестник землетрясения с М=5-6,5, которое ожидается в широтной полосе 52,0^o -54,0^o N. 3 из 4-х контролируемых параметров превысили пороговый уровень. Сделан вывод, что в ближайшие 3 месяца в районе Авачинского залива повышена вероятность землетрясения с М=5-6,5". Ожидаемое с М<6,5 землетрясение как весьма слабое считалось не опасным для г.Петропавловск-Камчатский.

Землетрясение произошло в южной части Авачинского залива через 2 дня после даты подачи прогноза и имело магнитуду на 0,5 единиц больше верхнего порога ожидаемого значения М (0,7 единиц М составляет один порядок по энергии события). При точности определения энергии сильных камчатских землетрясений около половины порядка (около 0,35 единиц М) ошибка прогноза оказалась больше 0,35М, поэтому прогноз рассматривается как оправдавшийся по времени и месту события и не оправдавшийся по магнитуде.

Землетрясение 16 июля 1996 г. с М=7

Это сильное мелкофокусное землетрясение произошло в северной части камчатского участка субдукции в районе между Командорскими островами и полуостровом Камчатский мыс (см. табл.1 и рис.3). Перед предыдущим сильным камчатским землетрясением 21 июня 1996 г. с М=7 уровень сейсмичности на Камчатке был довольно низким. За 5 месяцев до этого землетрясения не было отмечено ни одного события энергетического класса более 13,0. После землетрясения 21 июня на Камчатке за 20 суток возникло 6 землетрясений такой силы. Эти землетрясения происходили в разных частях Камчатского региона, что указывало на региональный характер повышения уровня сейсмичности. Скорость сейсмотектонического движения возросла за короткий срок более, чем на 2 порядка. Заметно возросла сейсмичность в верхней мантии на глубинах более 100 км, особенно в период 7-10 июля. За эти 4 суток было отмечено 8 событий с К=8,5 и более (Кмакс=13,4), тогда как в предыдущие 17 суток произошло только одно. В период 4-10 июля в северной части камчатской зоны субдукции на глубинах менее 100 км произошло 15 землетрясений с К>9,0 , в том числе 5 землетрясений с К>10,0. В предыдущие 12 суток было отмечено только 2 события. Другая существенная особенность сейсмичности Камчатки заключалась в том, что в период 01.04.-10.07.1996 г. все 8 землетрясений с К=13,0 и более, зарегистрированные в сейсмофокальной зоне Заварицкого-Беньофа, оказались приурочены к узкому ("опасному") интервалу суток длительностью менее 5 часов, от 10 час 49 мин до 15 час 36 мин. Как мы уже отмечали, большинство этих сильных событий произошли после землетрясения 21 июня с М=7. Таким образом, сейсмотектонические напряжения в регионе после этого события не пошли на спад, а нарастали. Опыт прогноза двух предыдущих камчатских землетрясений позволил нам дать краткосрочный прогноз ожидаемого землетрясения с временем упреждения 3 недели. В результате анализа данных 11 июля был представлен краткосрочный прогноз следующего содержания: "До конца июля на Камчатке повышена вероятность возникновения землетрясения с М=6-7,3". В соответствии с нашими заключениями о сейсмической опасности, поданными до и после 11 июля, в районе г. Петропавловска-Камчатского, на расстояниях до 150 км от него, в том числе в Авачинском заливе, землетрясения с М>6,5 не ожидались. 11 июля сообщение от КЦМСиВА об ожидаемом и неопасном для областного центра землетрясении было передано в администрацию Камчатской области.

Ожидаемое землетрясение произошло через 5 дней после даты подачи прогноза. Поскольку событие с М>6,5 не ожидалось в районе г.Петропавловск-Камчатский (что и было в действительности), можно сделать вывод, что прогноз землетрясения оправдался по времени, месту и силе события.