ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2018, том 19, № 2, с.34-56. https://doi.org/10.21455/gr2018.2-2

УДК 550.343.6

Аннотация  Литература  Полный текст

ОЦЕНИВАНИЕ ОБЛАСТИ АФТЕРШОКОВОЙ АКТИВНОСТИ ПО ИНФОРМАЦИИ ОБ ОСНОВНОМ ТОЛЧКЕ 

© 2018 г. С.В. Баранов(1), П.Н. Шебалин(2)

(1) Кольский филиал Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая служба РАН”, г. Апатиты, Россия

(2) Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, г. Москва, Россия

Рассматривается задача быстрого оценивания области будущей афтершоковой активности после сильного землетрясения по информации об основном толчке. Предложен подход к решению задачи, основанный на гипотезе Я. Кагана о самоподобии геометрических параметров зоны очага землетрясения, которая позволяет распространить связь между магнитудой землетрясения и размером очага на размер области ожидаемой афтершоковой активности.

В качестве исходных использовались данные  за 1975–2016 гг. из каталогов ANSSComCat Геологической службы США (USGS)[1] и GCMT[2], первый из которых содержит информацию о землетрясениях по всему миру, второй – тензоры сейсмического момента и фокальные механизмы землетрясений. Показано, что масштабирующее соотношение Rµ100.5Mm  (Mm – магнитуда основного толчка, R – расстояние между эпицентрами основного точка и самого удаленного афтершока) выполняется независимо от времени, прошедшего после основного толчка, и типа его фокального механизма. Данное соотношение позволяет представить область афтершоковой активности в виде окружности, центр которой совпадает с эпицентром основного толчка, а радиус зависит от его магнитуды. Для разных интервалов времени после основного толчка и типов его фокального механизма получены оценки радиусов окружностей, в которых с 95- и  99-процентной вероятностью ожидаются афтершоки с магнитудами не ниже их пороговых значений.

Также предложен способ оценивания области афтершоковой активности при известной  ориентации плоскости разрыва очага основного толчка. В этом случае форма области имеет вид “стадиона” – геометрического места точек, равноудаленных от задаваемого отрезка прямой.

Полученные результаты могут быть использованы на практике для оценки области повторных сильных толчков непосредственно после сильного землетрясения.

Ключевые слова: основной толчок, афтершоки, пространственное распределение, механизм очага, область афтершоковой активности.


[1] https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/ (дата обращения 5.06.2017).

[2] http://www.globalcmt.org (дата обращения 5.06.2017).

 

Литература

Баранов С.В., Шебалин П.Н. О прогнозировании афтершоковой активности. 1. Адаптивные оценки на основе законов Омори и Гуттенберга–Рихтера // Физика Земли. 2016. № 2. С.82–101. doi: 10.7868/S0002333716020034

Баранов С.В., Шебалин П.Н. О прогнозировании афтершоковой активности. 2. Оценка области распространения сильных афтершоков // Физика Земли. 2017. № 3. C.43–61. doi: 10.7868/ S0002333717020028

Костров Б.В. Сейсмический момент, энергия землетрясения и сейсмическое течение горных масс // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1974. № 1. С.23–40.

Молчан Г.М., Дмитриева О.Е. Идентификация афтершоков: обзор и новые подходы // Вычислительная сейсмология. 1991. Вып. 24. С.19–50.

Смирнов В.Б. Прогностические аномалии сейсмического режима. I. Методические основы подготовки исходных данных // Геофизические исследования. 2009. Т. 10, № 2. С.7–22.

Bath M. Lateral inhomogeneities in the upper mantle // Tectonophysics. 1965. V. 2. P.483–514.

Delouis B., Legrand D. Focal Mechanism Determination and Identification of the Fault Plane of Earthquakes Using Only One or Two Near-Source Seismic Recordings // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1999. V. 89, N 6. P.1558–1574.

Ekström G., Nettle M., Dziewonski A.M. The global CMT project 2004–2010: Centroid-moment tensors for 13,017 earthquakes // Phys. Earth Planet. 2012. V. 200-201. P.1–9. doi: 10.1016/j.pepi.2012.04.002

Gutenberg B., Richter C.F. Earthquake magnitude, intensity, energy, and acceleration // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1956. V. 46. P.105–145.

Henry C., Das S. Aftershock zones of large shallow earthquakes: fault dimensions, aftershock area expansion and scaling relations // Geophys. J. Int. 2001. V. 147. P.272–293.

Kagan Y. Aftershock zone scaling // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2002. V. 92, N 2.  P.641–655.

Miller S.A. Earthquake scaling and the strength of seismogenic faults // Geophys. Res. Lett. 2002. V. 29, N 10. DOI: 10.1029/2001GL014181

Molchan G.M., Dmitrieva O.E. Aftershock identification: methods and new approaches // Geophys. J. Int. 1992. V. 109. P.501–516.

Kanamori H., Anderson D. Theoretical basis of some empirical relations in seismology // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1975. V. 65, N 5. P.1073–1095.

Tajima F., Kanamori H. Global Survey of aftershock area expansion patterns // Phys. Earth Planet.  1985. V. 40. P.77–134. DOI: 10.1016/0031-9201(85)90066-4

Kaku R. Theoretical Shape of Aftershock Area // Journal of the Seismological Society of Japan. 1985. V. 38, N 3. P.343–349.

Marsan D., Lengline O. A new estimation of the decay of aftershock density with distance to the mainshock // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. B09302. doi: 10.1029/2009JB007119

Narteau C., Shebalin P., Holschneider M. Temporal limits of the power law aftershock decay rate // J. Geophys. Res. 2002. V. 107, N B12. doi: 10.1029/2002JB001868 

Narteau C., Shebalin P., Hainzl S., Zöller G., Holschneider M. Emergence of a band-limited power law in the aftershock decay rate of a slider-block model // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30, N 11. P.22-1–22-4. doi: 10.1029/2003GL017110

Tsuboi C. Earthquake Energy, Earthquake Volume, Aftershock Area, and Strength of the Earth’s Crust // J. Phys. Earth. 1956. V. 4. P.63–66.

Utsu T. A Statistical study on the occurrence of aftershocks // Geophysical Magazine. 1961. V. 30. P.521–605.

Utsu T., Seki A. Relation between the Area of the Aftershock Region and the Energy of the Mainshock // Journal of the Seismological Society of Japan. 1954. V. 7. P.233–240.

Utsu T., Ogata Y., Matsu’ura R. The centenary of the Omori formula for a decay law of aftershocks activity // J. Phys. Earth. 1995. V. 43. P.1–33.

Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1994. V. 84, N 4. P.974–1002.

Wu W.-N., Zhao L., Wu Y.-M. Empirical Relationships between Aftershock Zone Dimensions and Moment Magnitudes for Plate Boundary Earthquakes in Taiwan // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2013. V. 103, N 1. P.424–436. doi: 10.1785/0120120173