диссертация (1097841), страница 36

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 36)

Как правило, рассматриваются землетрясения выше некогоэнергетическогопорога(обычноэтоуровеньнадежнойрегистрацииземлетрясений, или уровень представительности каталога, ниже которого начинаетнаблюдатьсяотклонениераспределениячислаземлетрясенийотзаконаГутенберга-Рихтера). “Приливные” ошибки в определении энергетического классаприводят к тому, что в зависимости от знака этой ошибки либо частьземлетрясений с энергией выше реального уровня надежной регистрацииисключается из рассмотрения, либо наоборот − землетрясения с более низкимклассом попадают в число рассматриваемых (Рисунок 6.12). То есть при такомтрадиционном пороговом ограничении рассматриваемых землетрясений возникаеткажущийся эффект “приливных” вариаций потока землетрясений.Учитывая значение K = 0.23 и согласно графику повторяемостиземлетрясений lg N  a  K с наклоном  = 0.5 (среднее значение для Камчатки),получена оценка изменения потока землетрясений N в  1.3 раза в ту или инуюсторону в зависимости от знака прилива.

Оценка параметра концентрации враспределении Мизеса, соответствующего упомянутому увеличению числаземлетрясений, K0 = 0.3. Распределение землетрясений, приведенное на рисунке6.2, соответствует распределению Мизеса с параметром концентрации K0 = 0.5.Учитывая оценочный характер вышеприведенных построений, соответствие этихвеличин можно считать удовлетворительным.Такимобразом,обнаруженновыйэффектвнесенияискаженийвопределение энергетического класса землетрясения, объясняемый приливнымивариациями декремента затухания сейсмических волн.Полученныерезультатыдемонстрируютвозможностьискусственногопоявления приливных эффектов в сейсмичности.

При этом принципиальнаявозможность прямого триггерного эффекта в возникновении “приливных”землетрясений не исключается.23642K3lgN2lgN)2123178910111213Энергетический класс KРисунок 6.12 – Схема возникновения кажущегося приливного изменения потоказемлетрясений N при приливном искажении энергетического класса K на величинуK. 1 – зависимость числа землетрясений N от энергетического класса K всоответствии с законом Гутенберга-Рихтера; 2 – кажущееся увеличение потока Nпри приливном уменьшении декремента  (то есть при завышении классаземлетрясении на K); 3 - кажущееся уменьшение потока N при приливномувеличении декремента  (то есть при занижении класса землетрясении на K).Применениекземлетрясенияммодели,объясняющейприливнуюмодуляцию сейсмических шумов, дало приемлемое соответствие наблюдаемымэмпирически эффектам, что 1) является дополнительным аргументом в пользумодели, 2) подтверждает общность тенденций в проявлении отклика на приливноевоздействие на различных масштабах сейсмического процесса, 3) позволилоопределить выявленную ранее приливнуюмодуляцию землетрясенийвторичный эффект приливной модуляции поглощения в среде.как237Заключение к Главе 6Предложена методика выделения пространственных зон, в которых втечение заданного интервала времени слабая сейсмичность коррелирует с земнымиприливами.На примере землетрясения 13 ноября 1993 г.

MW = 7.0 показано, что вобласти готовящегося очага сильного землетрясения существуют зоны, в пределахкоторых время возникновения слабых (M  3.5) землетрясений соответствуетопределенным фазам земных приливов на протяжении нескольких лет передосновным событием. Размер зон сравним с размерами очага. На короткихинтервалах времени (единицы лет) аномалии располагаются в пространстве болеекомпактно, чем на длинных интервалах (16 − 32 года).ПроведенноеметодомстатистическоеМонте-Карло(случайныемоделированиекаталогисейсмическогогенерировалисьпроцессасучетомпуассоновского распределения событий во времени) подтвердило статистическизначимое существование приливных аномалий.Полученные результаты подтверждают предположение о переменном вовремени характере влияния приливов на слабую сейсмичность, что представляетсяаналогом свойства приливных эффектов в сейсмических шумах.Применение к сейсмичности модели амплитудно-зависимой диссипации (см.Глава 4), объясняющей приливную модуляцию сейсмических шумов, даетприемлемое соответствие наблюдаемым эмпирически эффектам, что, в своюочередь1) является дополнительным аргументом в пользу модели амплитуднозависимой диссипации,2) подтверждает общность тенденций в проявлении отклика на приливноевоздействие на различных масштабах сейсмического процесса,3) позволяет рассматривать выявленную ранее приливную модуляциюземлетрясений как вторичный эффект приливной модуляции поглощения в среде.Обнаруженновыйэффектвнесенияискаженийвопределениеэнергетического класса землетрясения, объясняемый приливными вариациями238декремента затухания сейсмических волн.Основные результаты Главы 6 опубликованы в журнальных статьях изавторского списка (Приложение 4): [12, 14, 28].239ЗАКЛЮЧЕНИЕВ соответствии с поставленными задачами было проведено комплексноеисследование высокочастотных сейсмических шумов (ВСШ) с целью изученияособенностей проявления отклика на приливное воздействие в сейсмоактивномрегионе,спецификойкоторогоявляетсяменяющеесянапряженно-деформированное состояние среды.

Как составные части в эту работу вошлитеоретические и экспериментальные исследования. Причем экспериментальнаячасть включила как натурные, так и лабораторные этапы.В ходе выполнения этого проекта были решены все поставленные задачи:1. В пределах Курило-Камчатской островной дуги была организована регистрациясейсмических шумов на базе узкополосных (f = 30 Гц) высокочувствительныхсейсмометроврезонансноготипавчетырехудаленныхотисточниковантропогенной активности пунктах наблюдений: “Начики” и ”Карымшина”(Камчатка), “Эримо” (о.

Хоккайдо, Япония) и “Шикотан” (Курильские острова), –находящихся в различных геолого-тектонических условиях.2. В течение 1987 – 2015 гг. были проведены режимные наблюдения ВСШ, неимеющие аналогов в сейсмологической практике. Полученные данные сталиинформационной основой для дальнейшего получения новых знаний об этомпроцессе. В настоящее время эти исследования могут рассматриваться какмониторинг ВСШ, в который входят ведение непрерывных долговременныхнаблюдений, обработка и анализ данных, еженедельная подготовка на их основепрогностических заключений о сейсмической обстановке для Камчатского филиалаРоссийского экспертного совета по прогнозу землетрясений.3.Экспериментальнообнаруженэффектстабилизациифазыприливнойкомпоненты ВСШ при подготовке сильного землетрясения, на основе которогобыла предложена методика прогноза сильных землетрясений..4. В результате анализа этого эффекта (а) показана его воспроизводимость, подкоторой понимается идентичное поведение параметров ВСШ при подготовкеидентичных сильных землетрясений; (б) полученаэмпирическая зависимостьпорога “чувствительности” эффекта стабилизации фазы к эпицентральномурасстояниюимагнитудеготовящегосяземлетрясения;(в)выявлены240пространственные зоны, согласующиеся с тектоникой региона, землетрясения вкоторых предварялись стабилизацией фазы на близких значениях; (г) обнаруженысходные тенденции синхронизации приливной компоненты ВСШ и приливногопотенциала в процессе подготовки землетрясений для Камчатки, Хоккайдо иШикотана; (д) показано, что приливные эффекты, обнаруженные на f = 30 Гц,проявляютсяивболееширокомдиапазонечастотприиспользованиисоответствующей аппаратуры.На основании результатов 2.−4.

сформулированы защищаемые положения 1 и 2.1. Эффект приливной модуляции сейсмических шумов, имеющий следующиеособенности: (i) нестабильность во времени; (ii) характерная глубинамодуляции на уровне нескольких процентов; (iii) связь с напряженнодеформированным состоянием среды, отражаемым в подготовке сильныхлокальных землетрясений.2. Новыйтиппараметрическогопредвестниказемлетрясений,характеризуемый стабилизацией фазового сдвига между выбранной волнойприливного гравитационного потенциала и выделенной из рядов огибающейВСШ гармоникой с соответствующим приливным периодом.5. Предложено объяснение известному уже более 30 лет, но не имевшемуудовлетворительной интерпретации эффекту корреляции между приливнымидеформациями земной коры и наблюдающимися вариациями интенсивностисейсмических шумов.

Модель приливной модуляции эндогенных сейсмическихшумов, обусловленной негистерезисным амплитудно-зависимым поглощением вземных породах, рассмотрена на реологическом и физическом уровнях. Для двухважнейшихслучаев(сухиеифлюидонасыщенныепороды)показанапринципиальная важность наличия в содержащихся в породе трещинах внутреннихконтактов.6. Предложенный механизм объяснил ряд экспериментально обнаруженныхособенностей приливной модуляции ВСШ: (а) глубина модуляции порядка первыхпроцентов, (б) стабилизация фазы модуляции в период, предшествующийсильномуземлетрясению,(в)частоотмечаемоеизменениефазыпротивоположную после возникновения землетрясения.На основании результатов 5.−6.

сформулировано защищаемое положение 3.на2413. Механизм приливной модуляции эндогенных сейсмических шумов за счетмодуляции размера области их сбора, обусловленной негистерезиснымамплитудно-зависимым поглощением в земных породах, позволивший датьобъяснение ряду экспериментально обнаруженных особенностей ВСШ.7. В проведенных лабораторных экспериментах по моделированию приливныхэффектов в сейсмичности (одноосное сжатие образцов) обеспечено превышение втри порядка медленно меняющейся фоновой деформации над модулирующей, чтосоответствует соотношению между тектонической и приливной деформациями.При таком соотношении были выявлены эффекты амплитудной модуляцииакустической эмиссии.8. Как в природе, где приливное воздействие существует всегда, так и вэксперименте модулирующее деформационное воздействие было активно втечение всего времени.

Однако, показано, что существуют интервалы времени, накоторых эффект модуляции акустической эмиссии не наблюдается, что аналогичноинтервалам отсутствия синхронизации ВСШ с приливами. Наиболее ярко эффектмодуляциипрослеживаетсядилатансномразуплотнении.назавершающейОднакостадиимодуляциябылапредразрушенияопределенаи–назавершающей части упругих деформаций. Это согласуется с предвестниковымповедением ВСШ перед сильными локальными землетрясениями.9. Впервые проведены аналогии между приливной модуляцией сейсмическогошума и корреляцией слабых землетрясений с приливами.

В качестве альтернативытриггерному механизму корреляции землетрясений с приливами предлагается таже модель амплитудно-зависимой диссипации, примененная ранее для ВСШ.10. Применение к сейсмичности модели амплитудно-зависимой диссипации, даетприемлемое соответствие наблюдаемым эмпирически эффектам, что, в своюочередь1) являетсядополнительным аргументом в пользу адекватностимоделиамплитудно-зависимой диссипации,2) подтверждает общность тенденций в проявлении отклика на приливноевоздействие на различных масштабах сейсмического процесса,3)позволяетрассматриватьвыявленнуюранееприливнуюмодуляциюземлетрясений как вторичный эффект приливной модуляции поглощения в среде.242Все полученные результаты не противоречат друг другу и позволяют оцениватьприливные эффекты в высокочастотных сейсмических шумах в сейсмоактивномрегионе как обоснованное с позиций физики и геофизики проявление отклика напериодическоевоздействиедеформированногосостояниявусловияхсреды.меняющегосяПониманиефизикинапряженновозникновениявыявленного предвестника сильных землетрясений придает ему новое качество,выводя из разряда эмпирической закономерности.

Характеристики

Список файлов диссертации