Геофизические исследования

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2017, том 18, № 3, с.45-59. DOI: 10.21455/gr2017.3-4

УДК 550.334, 551.243

Аннотация  Литература  Полный текст  Полный текст (англ.)

ИЗМЕНЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ НА ТЕРРИТОРИИ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО ПОЛИГОНА НА ТЯНЬ-ШАНЕ И МЕСТНОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ 12.02.2013 г.

2017 г. Г.А. Соболев⁽¹⁾, С.И. Кузиков⁽²⁾, В.Д. Брагин⁽²⁾, Н.А. Сычева⁽²⁾

⁽¹⁾ Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

⁽²⁾ Научная станция РАН в г. Бишкеке, Киргизия

Представлены результаты комплексных геофизических наблюдений, проводимых Научной станцией РАН на Тянь-Шане на территории Бишкекского геодинамического полигона. Уникальная особенность полигона – периодическое просвечивание земной коры мощными электромагнитными импульсами, благодаря которому была обнаружена реакция сейсмичности на это воздействие. Действующая на полигоне сейсмическая система KNET позволяет регистрировать землетрясения с минимальным представительным энергетическим классом K=7 и определять механизмы очагов событий.

Проведены многолетние наблюдения за деформациями земной коры на территории Тянь-Шаня и прилегающих регионов методами спутниковой геодезии. В 2012 г. были организованы еженедельные линейно-угловые измерения на трех площадках c линейными размерами до трех километров, первые результаты которых обсуждаются в настоящей работе. Особое внимание обращено на регистрацию деформаций в разломных зонах, что позволяет  перейти к оценкам наблюдаемых изменений тектонических напряжений.

Исследованы вариации нескольких параметров – расстояний между реперами при светодальномерных наблюдениях, деформаций земной поверхности по данным GPS, электрического сопротивления на различных глубинах, прослеживаемые с использованием метода становления поля в дальней зоне. Результаты этих наблюдений, сопоставленные с сейсмичностью и механизмами очагов, позволили оценить геодинамическую обстановку в период местного землетрясения, произошедшего 12.02.2013 г. (K=10). За несколько суток до этого события по данным GPS наблюдений отмечено опускание земной поверхности территории полигона с амплитудой ~20 мм. В период с 7 по 14 февраля 2013 г. по результатам светодальномерных измерений выявлено увеличение в среднем на 8 мм длины измерительных линий, пересекающих разлом, который расположен на расстоянии 2 км от очага землетрясения. Такое увеличение соответствует вариации действующих в районе разлома тектонических напряжений  приблизительно на 7 МПа. Делается вывод, что возникновению местного землетрясения способствовало изменение геодинамической обстановки.

Ключевые слова: геодинамика, сейсмичность, электрическое сопротивление, землетрясение, смещения, деформации, напряжения.

Литература 

Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. М.: Физматлит, 2006. 313 с.

Кочарян Г.Г., Спивак А.А. Динамика деформирования блочных массивов горных пород. М.: ИКЦ Академкнига, 2003. 423 с.

Кузиков С.И., Мухамедиев Ш.А. Структура поля современных скоростей земной коры в районе Центрально-Азиатской GPS сети // Физика Земли. 2010. № 7. С.33–51.

Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика разломных зон // Физика Земли. 2004. № 10. С.95–111.

Певнев А.К. Прогноз землетрясений – геодезические аспекты проблемы // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1988. № 12. С.88–98.

Рыбин А.К. Глубинное строение и современная геодинамика Центрального Тянь-Шаня по результатам магнитотеллурических зондирований. М.: Научный мир, 2011. 272 с.

Рыбин А.К., Пушкарев П.Ю., Паленов А.Ю., Иванова К.А., Мансуров А.Н., Матюков В.Е. Новые геофизические данные о глубинной структуре межгорных впадин Тянь-Шаня // Вестник Московского университета. Сер. 4. Геология. 2015. № 1. С.63–69.

Соболев Г.А., Закржевская Н.А., Акатова К.Н., Гитис В.Г., Дерендяев А.Б., Брагин В.Д., Сычева Н.А., Кузиков С.И. Динамика взаимодействия полей сейсмичности и деформаций земной поверхности (Бишкекский геодинамический полигон) // Физика Земли. 2010. № 10. С.15–37.

Спивак А.А. Оценка жесткости разломных зон земной коры на основе сейсмических данных // Физика Земли. 2011. № 7. С.44–53.

Сычев В.Н., Авагимов А.А., Богомолов Л.М., Зейгарник В.А., Сычева Н.А. О триггерном влиянии электромагнитных импульсов на слабую сейсмичность в связи с проблемой разрядки избыточных тектонических напряжений // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. Новосибирск: Ин-т горного дела СО РАН, 2008. С.179–188.

Сычев В.Н., Богомолов Л.М., Рыбин А.К., Сычева Н.А. Влияние электромагнитных зондирований земной коры на сейсмический режим территории Бишкекского геодинамического полигона // Тригерные эффекты в геосистемах: Материалы Всероссийского семинара-сове­щания (г. Москва, 22–24 июня 2010 г.) / Под ред. В.В. Адушкина, Г.Г. Кочаряна. М.: Геос, 2010. С.316–326.

Сычева Н.А., Богомолов Л.М. Падение напряжения в очагах среднемагнитудных землетрясений в Северном Тянь-Шане // Физика Земли. 2014. № 3. С.142–153.

Сычева Н.А., Юнга С.Л. Обновленные материалы по механизмам очагов и сейсмотектоническим деформациям земной коры Тянь-Шаня // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли: Труды Всероссийской конференции (Новосибирск, 3–6 октября 2011 г.). Новосибирск: Ин-т горного дела СО РАН, 2011. Т. 1. C.151–156.

Сычева Н.А., Юнга С.Л., Богомолов Л.М., Мухамадеева В.А. Сейсмотектонические деформации земной коры Северного Тянь-Шаня (по данным определений механизмов очагов землетрясений на базе цифровой сейсмической сети KNET) // Физика Земли. 2005. № 11. С.62–78.

Трапезников Ю.А., Волыхин А.М., Брагин В.Д. О первых результатах режимных малоглубинных электрометрических наблюдений на Фрунзенском прогностическом полигоне (полигон ИВТАН-2) // Прогноз землетрясений. 1986. № 7. С.107–115.

Трапезников Ю.А., Волыхин А.М., Щелочков Г.Г., Брагин В.Д. Основные результаты электромагнитных исследований по прогнозу землетрясений на полигоне ИВТАН-2 // Прогноз землетрясений. 1989. № 11. С.264–274.

Шпоркин М.И., Соболев Г.А. Датчик для измерения напряжений в горном массиве: Авт. свид. № 825946. 1981.

Шпоркин М.И., Соболев Г.А. Способ измерения напряжения горных пород: Авт. свид. № 1038901. 1983.

Фридман А.М., Богомолов Л.М., Брагин В.Д., Зейгарник В.А., Зубович А.В., Макаров В.И., Поляченко Е.В., Соболев Г.А., Щелочков Г.Г. О связи электропроводности и современных движений земной коры // Современная геодинамика областей внутриконтинентального коллизионного горообразования (Центральная Азия) / Ред. В.И. Макаров. М.: Научный мир, 2005. С.219–223.

Wenzel H.-G. The nanogal software: Earth tide data processing package ETERNA 3.30 // Marees Terrestres. Bulletin d'Informations. 1996. N 124. P.9425–9439.