Поведение низкочастотного микросейсмического поля в связи с геодинамическими процессами в сейсмоактивных регионах Земли
Категория: 14-4
УДК 550.34+ 550.348.432(436)+550.344.37+550.34.094
М.Ю. Степанова, А.В. Горбатиков
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
За пять лет до произошедшего в Японии мегаземлетрясения 11.03.2011 г. на спектрограммах записей широкополосных станций, расположенных над его очаговой областью, на периодах ~30–120 с прослеживались сезонные амплитудные аномалии, полностью исчезнувшие после события. В очаговых областях четырех других рассматриваемых в статье сильных землетрясений, относящихся к глубинным разломным зонам, также были зафиксированы аналогичные аномалии. Обладающие региональными особенностями синхронные аномалии были обнаружены и в сейсмоактивных регионах Тихоокеанского и Альпийско-Гималайского поясов.
На основе анализа спектрограмм, полученных в разных регионах, высказывается гипотеза, объясняющая увеличение амплитуды микросейсм на названных периодах одновременным воздействием внешнего и внутреннего факторов. Первый фактор является глобальным и связан с увеличением приливных сил в зимние месяцы; второй, активизирующий определенные фрагменты крупных сейсмогенерирующих структур, – с глубинной динамикой Земли. В Японии на спектрограммах отмечена особенность, отсутствующая в других случаях: за два года до мегаземлетрясения 11.03.2011 г. на периодах ~40–45 с зафиксирована полосовая аномалия, предположительно, связываемая с процессом крипа в зоне Беньофа.
Делается вывод, что для повышения чувствительности сейсмических станций к процессам, связанным с подготовкой землетрясений, их необходимо размещать в зонах глубинных разломов.
Ключевые слова: низкочастотные микросейсмы, геодинамические процессы, подготовка землетрясения.
Литература
Андреева М.Ю., Сасорова Е.В., Левин Б.В. Особенности внутригодового распределения землетрясений Курильского региона // Тихоокеанская геология. 2009. Т. 3, № 5. С.86–95.
Аптикаева О.И. Особенности поля поглощения в очаговых зонах сильных землетрясений Гармского района // Физика Земли. 2012. № 5. С.26–36.
Горбатиков A.B., Цуканов А.А. Моделирование волн Рэлея вблизи рассеивающих скоростных неоднородностей. Изучение возможностей метода микросейсмического зондирования // Физика Земли. 2011. № 4. С.96–112.
Горбатиков A.B., Степанова М.Ю., Кораблев Г.Е. Закономерности формирования микросейсмического поля под влиянием локальных геологических неоднородностей и зондирование среды с помощью микросейсм // Физика Земли. 2008. № 7. С.66–84.
Копничев Ю.Ф. Вариации поля поглощения поперечных волн перед сильными землетрясениями в районе Северного Тянь-Шаня // Докл. РАН. 1997. Т. 356, № 4. С.528–513.
Копничев Ю.Ф., Михайлова Н.Н. Геодинамические процессы в очаговой зоне Байсорунского землетрясения (Северный Тянь-Шань) // Докл. РАН. 2000. Т. 373, № 1. С.93–97.
Королева Т.Ю., Яновская Т.Б. О природе источников длиннопериодного сейсмического шума // Вопросы геофизики. СПб., 2010. Вып. 43. (Ученые записки СПбГУ; № 443).
Левин Б.В., Сасорова Е.В., Журавлев С.А. Внутригодовая повторяемость активизации сейсмического процесса для Тихоокеанского региона // Докл. РАН. 2005. Т. 403, № 4. С.534–540.
Любушин А.А. Статистики временных фрагментов низкочастотных микросейсм: их тренды и синхронизация // Физика Земли. 2010. № 6. C.86–96.
Монахов Ф.И. Низкочастотный сейсмический шум Земли. М.: Наука, 1977. 95 с.
Моргунов В.А., Боярский А.Э., Степанов М.В. Период приливной волны и сейсмичность // Докл. РАН. 2006. Т. 406, № 4. С.380–386.
Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука, 1993. 313 c.
Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003. 270 c.
Соболев Г.А., Любушин А.А., Закржевская Н.А. Асимметричные импульсы, периодичность и синхронизация низкочастотных микросейм // Вулканология и сейсмология. 2008. № 2. C.135–152.
Табулевич В.Н. Комплексные исследования микросейсмических колебаний. Новосибирск: Наука, 1986. 151 с.
Уломов В.И., Данилова Т.И., Медведева Н.С., Полякова Т.П., Шумилина Л.С. К оценке сейсмической опасности на Северном Кавказе // Физика Земли. №7. 2007. С.31–45.
Brenguier F., Campillo M., Hadziioannou C., Shapiro N. M., Nadeau R. M., Larose E. Postseismic relaxation along the San Andreas Fault at Parkfield from continuous seismological observations // Science. 2008321. P.1478–1481, doi:10.1126/science.1160943.
Bromirski P.D., Duennebier F.K., Stephen R.A. Mid-ocean microseisms // Geochem. Geophys. Geosys. 2005. V. 6. Q04009, doi:10.1029/2004GC000768.
Cessaro R.K. Sources of primary and secondary microseisms // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1994. V. 84. P.142–148.
Hillers G., Graham N., Campillo M., Kedar S., Landes M., Shapiro N. Global oceanic microseism sources as seen by seismic arrays and predicted by wave action models // Geochem. Geophys. Geosyst. 2012. V. 13. Q01021, doi:10.1029/2011GC003875.
International Seismological Centre, On-line Bulletin, www.isc.ac.uk, Internatl. Seis. Cent., Thatcham, United Kingdom, 2010.
Meier U., Shapiro N. M., Brenguier F. Detecting seasonal variations in seismic velocities within Los Angeles basin from correlations of ambient seismic noise Geophys. J. Int. 2010. V. 181. P.985–996, doi: 10.1111/j.1365-246X.2010.04550.x.
Nishida K., Kobayashi N., Fukao Y. Resonant oscillations between the solid earth and the atmosphere // Science. 2000. V. 287. P.2244–2246.
Shelly D.R. Migrating tremors illuminate complex deformation beneath the seismogenic San Andreas fault // Nature, 2010. V. 463. P.648–652, doi:10.1038/nature0875.
Tanimoto T., Alvizuri C. Inversion of the HZ ratio of microseisms for S-wave velocity in the crust // Geophys. J. Int. 2006. V. 165. P.323–335.
Zheng Y., Shen W., Zhou L., Yang Y., Xie Z., Ritzwoller M.H. Crust and uppermost mantle beneath the North China Craton, northeastern China, and the Sea of Japan from ambient noise tomography // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. B12312, doi:10.1029/2011JB008637.
Сведения об авторах
СТЕПАНОВА Марина Юрьевна – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123995, ГСП-5, Москва, Д-242, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1; Тел.: 499-254-24-03. E-mail: mars@sumail.ru
ГОРБАТИКОВ Андрей Вениаминович – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123995, ГСП-5, Москва, Д-242, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1; Тел.: 499-254-24-03. E-mail: avgor70@mail.ru