Расширение модели мультипликативного каскада для описания режима повторяемости сильнейших землетрясений применительно к региональной сейсмичности Юго-Восточной Азии
Категория: 16-2УДК 550.34
М.В. Родкин(1), Нго Тхи Лы(2), Л.М. Лабунцова(3)
(1) Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, г. Москва, Россия
(2) Геофизический институт Академии наук и технологий Вьетнама, г. Ханой, Вьетнам
(3) Геофизический центр РАН, г. Москва, Россия
Известно, что обычный закон повторяемости землетрясений Гутенберга–Рихтера может быть смоделирован в рамках схемы мультипликативного каскада, когда сейсмический режим трактуется как последовательность большого числа эпизодов лавинообразной релаксации, случайным образом реализующихся на множестве метастабильных подсистем. Было показано, что подобная модель позволяет имитировать и такие закономерности сейсмического режима, как уменьшение наклона графика повторяемости в окрестности сильных землетрясений, развитие афтершокового степенного каскада и предвестниковой активизации, существование сейсмического цикла. Предлагается расширение схемы каскада добавлением нелинейных членов в кинетическое уравнение каскада с целью описания эффектов “загиба вниз” графика повторяемости землетрясений и возможности возникновения характеристических землетрясений. Результаты моделирования сопоставляются с данными по сейсмичности Юго-Восточной Азии; обсуждаются условия возникновения характеристических землетрясений.
Ключевые слова: статистика сейсмического режима, модель мультипликативного каскада, “загиб вниз” графика повторяемости, характеристические землетрясения.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 14-05-00776).
Литература
Григорян С.С. О механизме генерации землетрясений и смысле эмпирических сейсмических соотношений // Докл. АН СССР. 1988. Т. 299, № 6. С.1094–1101.
Дискретные свойства геофизической среды / Отв. ред. М.А. Садовский. М.: Наука, 1989. 176 с.
Нго Тхи Лы Оценка сейсмологического потенциала территории Вьетнама по комбинации геологических геофизических и сейсмических данных // Проект международного научного сотрудничества по Соглашению между Вьетнамской академии наук и технологий и Российской академией наук (2008–2010). Ханой, 2011. Сводный отчет. 163 c.
Мячкин В.И., Костров Б.В., Соболев Г.А., Шамина О.Г. Основы физики очага и предвестники землетрясений // Физика очага землетрясения. М.: Наука, 1975. С.6–29.
Писаренко В.Ф., Родкин М.В. Распределения с тяжелыми хвостами: приложения к анализу катастроф // Вычислительная сейсмология. Вып. 38. М.: ГЕОС, 2007. 240 с.
Писаренко В.Ф., Родкин М.В., Рукавишникова Т.А. Оценка вероятности сильнейших сейсмических катастроф на основе теории экстремальных значений // Физика Земли. 2014. № 3. С.89–103.
Родкин М.В. Модель сейсмического режима как совокупности эпизодов лавинообразной релаксации, возникающих на множестве метастабильных состояний // Физика Земли. 2011. № 10. С.18–26.
Родкин М.В., Шатахцян А.Р. Статистический анализ данных по крупным и суперкрупным месторождениям: эмпирические закономерности и интерпретация // Геоинформатика. 2013. № 4. С.25–32.
Соболев Г.А. Концепция предсказуемости землетрясений на основе динамики сейсмичности при триггерном воздействии // Экстремальные природные явления и катастрофы. В 2-х т. Т. 1. Оценка и пути снижения негативных последствий экстремальных природных явлений. М.: ИФЗ РАН, 2010. С.15–43.
Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003. 270 с.
Уломов В.И., Богданов М.И. Новый комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации (ОСР-2012) // Инженерные изыскания. 2013. № 8. С.30–39.
Bak P., Tang C., Wiesenfeld K. Self-organised criticality // Phys. Rev. A. 1988. V. 38. P.364–374.
Faenza L., Hainzl S., Scherbaum F. Statistical analysis of the Central-Europe seismicity // Tectonophysics. 2009. V. 470. P.195–204.
Gasperini P., Lolli B. Correlation between the parameters of the aftershock rate equation: Implications for the forecasting of future sequences // Phys. Earth Planet. Inter. 2006. V. 156. P.41–58.
Golitsyn G.S. The place of the Gutenberg–Richter law among other statistical laws of nature // Проблемы динамики литосферы и сейсмичности. М.: Наука, 2001. С.138–161. (Вычисл. сейсмология; Вып. 32).
Kagan Y.Y. Universality of the seismic moment-frequency relation // Pure Appl. Geophys. 1999. V. 1. P.537–573.
Ngo Thi Lu, Gatinsky Y.G., Kondorskaia N.V. Seismicity and modem geokinematics of Southeast part of Asia // Reports of the Russian Acad. of Sci. 2000. V. 347, N 7. P.247–251. (in Russian).
Ogata Y. Statistical models for earthquake occurrence and residual analysis for point processes // J. Am. Stat. Assoc. 1988. V. 83. P.9–27.
Ogata Y. Space–time point-process models for earthquake occurrence // Ann. Inst. Statis. Math. 1998. V. 50. P.379–402.
Pisarenko V., Rodkin M. Heavy-Tailed Distributions in Disaster Analysis // Advances in Natural and Technological Hazards Research. V. 30. Dordrecht; Heidelberg; London; New York: Springer, 2010. doi: 10.1007/978-90-481-9171-0.
Pisarenko V., Rodkin M. Statistical Analysis of Natural Disasters and Related Losses // Springer Briefs in Earth Sciences. Dordrecht; Heidelberg; London; New York: Springer, 2013. 89 p. ISBN: 978-3-319-01453-1.
Rodkin M.V., Gvishiani A.D., Labuntsova L.M. Models of generation of power laws of distribution in the processes of seismicity and in formation of oil fields and ore deposits // Russian Journal of Earth Sciences. 2008. V. 10, N 5. ES5004. doi: 10.2205/2007ES000282.
Sornette D. Critical Phenomena in Natural Sciences. Berlin: Springer, 2000. 450 p.
Turcotte D.L. Seismicity and self-organized criticality // Phys. Earth Planet. Inter. 1999. V. 111. P.275–293.
Сведения об авторах
Родкин Михаил Владимирович – доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН. 117997, Москва, ул. Профсоюзная, д. 84/32. Тел.: 8(495) 333-34-01. Е-mail: rodkin@mitp.ru
Нго Тхи Лы – доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт геофизики Академии наук и технологий Вьетнама. Ханой, Хоанг Куок Вьет, A8-18, Вьетнам.
Е-mail: ngothilu@yahoo.com; ngothiluigp@gmail.com
Лабунцова Людмила Михайловна – кандидат химических наук, старший научный сотрудник, Геофизический центр РАН. 119297, Москва, ул. Молодежная, д. 3. Тел.: 8 (495) 930-05-46. E-mail: l.labuntsova@gcras.ru