Региональная система сейсмического мониторинга на Камчатке включает себя: сети сейсмических станций; сети геофизических, геодезических, гидрогеохимических и др. наблюдений; технические и программные средства сбора и хранения данных и результатов их обработки; методические и программные средства обработки данных наблюдений в автоматическом и автоматизированном режимах. Основные задачи системы: обеспечение данными фундаментальных исследований в области наук о Земле и прикладных работ по оценке долговременной сейсмической (геодинамической) опасности территории по изучению сейсмических воздействий; предупреждение о цунами; экспертная оценка текущей сейсмической опасности. Данные комплексных сейсмологических, геофизических, геодезических, гидрогеохимических и др. наблюдений дают возможность исследовать процессы подготовки сильных землетрясений, строить модели сейсмического процесса, выявлять и исследовать предвестники сильных землетрясений. Приводятся основные результаты создания системы сейсмического мониторинга, данные о системе по состоянию на 2013 год. Система прошла апробацию на всех землетрясениях Камчатки с магнитудой более 6.0, среди которых: Кроноцкое 05.12.1997 г. с Мw = 7.8; Олюторское 20.04.2006 г. с Мw = 7.6; Охотоморское 24.05.2013 с Мw = 8.3.

КФ ГС РАН осуществляет сейсмический мониторинг за активностью вулканов Камчатки с различной степенью детальности. Имеющаяся наблюдательная система хорошо зарекомендовала себя в последние десятилетия. Однако мировой опыт и современные тенденции мониторинга требуют расширения частотного и динамического диапазона наблюдательных систем и комплексного подхода: привлечения для слежения за вулканами акустических, деформационных, спутниковых, видео и других видов наблюдений. Для повышения эффективности и оперативности прогнозов вулканической опасности создается система комплексного мониторинга вулканов (СКМВ), которая включает специализированные пункты наблюдений за вулканической деятельностью, оснащенные техническими и программными средствами каналов связи для передачи данных наблюдений в реальном масштабе времени, региональные сейсмические станции и информационно-обрабатывающие центры данных комплексных наблюдений с коммуникационной системой сбора информации в реальном масштабе времени. СКМВ должна обеспечить обнаружение и регистрацию извержений действующих вулканов Камчатки; обработку данных сейсмических, акустических, видео, спутниковых и других наблюдений в автоматическом и автоматизированном режиме с целью быстрой оценки типа извержения и его масштабов; взаимодействие с МЧС, Росавиацией, Росгидрометом, обеспечение их оперативной информацией о вулканической активности; сбор, накопление, систематизацию и анализ данных комплексных наблюдений на действующих вулканах. Разработаны концептуальные и технические требования к СКМВ и ее информационному и научно-методическому обеспечению. СКМВ ориентирована на организацию цифровой регистрации параметров физических полей, в которых проявляются различные происходящие на вулканах природные явления, создание системы сбора данных в режиме реального времени, разработку методов и алгоритмов автоматической и автоматизированной вероятностной оценки состояния и развития активности вулканов. Организованы и запущены в эксплуатацию первые пункты комплексных наблюдений за вулканами, которые созданы на базе имеющихся сейсмических станций КФ ГС РАН.

По данным КФ ГС РАН с весны 2007 г. по настоящее время в районе вулкана Горелый (52? 33' с.ш., 158? 02' в.д., абсолютная высота вершины 1829 м) на ближайшей сейсмостанции GRL регистрируется вулканическое дрожание с повышенными значениями отношения А/Т, где А - амплитуда в мкм, Т - период, с. В 2008 г. в районе вулкана были установлены две новые радиотелеметрические сейсмостанции, что обеспечивало существенное увеличение потока сейсмометрической информации и понижение величины представительного энергетического класс регистрируемых землетрясений до Ks=3.5.В докладе представлено описание активности вулкана Горелый в 2007-2013 гг. с использованием модифицированной классификации вулканических землетрясений П.И. Токарева и набора количественных параметров сейсмичности. Приводятся результаты сопоставления временных особенностей режима сейсмичности в районе вулкана с другими проявлениями его активности по данным визуальных и спутниковых наблюдений. Выделены характерные фазы в активности вулкана, приводится их описание.

Представлены результаты натурных сейсмоакустических наблюдений сложных сигналов, излучаемых напряженно-деформированными блоками геологических пород, слагающих жильные/дайковые структуры в условиях тектонического разлома. Идентичные данные получены одновременно на полевой сейсмостанции и на гидрофоном приемнике. Произведена оценка частотно-временных параметров сигналов и пространственного положения источников излучения. Анализируется возможная причина автоколебательных процессов в геологических породах, слагающих очаговые области микроземлетрясений. Обращается внимание на парную пространственно-временную "связанность" некоторых микроземлетрясений.

Проведены работы по первому применению методики статистической оценки уровня сейсмической активности СОУС'09 (Салтыков, 2011) для Ключевского вулкана. Оценки рассчитываются на основе использования функций распределения сейсмической энергии, выделившейся в различных временных окнах. Шкала статистической оценки уровня сейсмичности включает пять основных и три дополнительных градации. Согласно шкале СОУС'09, 95% времени мониторинга сейсмичность находится на обычном, нормальном, фоновом уровне, 4% - на высоком либо низком уровне, и лишь 1% времени отводится на аномалию как отклонение от нормы (экстремально высокий или экстремально низкий уровень сейсмичности). Для повышения детальности фоновый уровень разбивается на три подуровня: фоновый средний, фоновый пониженный и фоновый повышенный. Методика программно реализована: разработана система вычисления уровня сейсмичности произвольного региона в виде компьютерной программы, исполняемой в среде Windows XP, Windows Vista, Windows 7 (Воропаев, 2012; № государственной регистрации 2012615123). Информационной основой проведенных исследований является каталог Ключевской группы вулканов, полученный в Камчатском филиале КФ ГС РАН в 2000-2012 гг. Проанализирована динамика сейсмичности 2000-2012 гг. для двух наиболее сейсмоактивных объемов среды под Ключевским вулканом: областью малоглубинного магматического очага (глубина до 5 км, уровень надежной регистрации Ks=4.0) и областью промежуточного магматического очага в коромантийном слое (диапазон глубин от 20 до 35 км, уровень надежной регистрации Ks=5.0).Построены номограммы уровня сейсмичности для указанных наборов данных. Статистически обосновано и формализовано понятие "сейсмический фон" для различных участков питающей магматической системы Ключевского вулкана. Показано, что представленные вариации уровня сейсмичности могут быть соотнесены с теми или иными эпизодами зафиксированной эруптивной деятельности вулкана, в том числе с процессом подготовки извержения.

Во время полевых работ были исследованы базальты Толбачинского дола и их магнитные свойства. По химическому и петрофизическому составу породы Толбачинского дола относятся к магнезиальным (например, прорывов 1941 г. и 1975 г.) и глиноземистым базальтам (например, конуса Клешня, даек и поля Магуськина). Выяснено, что для пород Толбачинского дола величина магнитной восприимчивости глиноземистых базальтов ниже, чем магнезиальных.

Применяемый радиоволновой метод основан на регистрации импульсного электромагнитного сигнала, возникающего в литосфере и обусловленного активными геодинамическими процессами в земной коре. Для измерения сигналов использовался сертифицированные приборы, типа "МГР-01", при обработке применялось оригинальное программное обеспечение, позволяющее исключить временные вариации электромагнитных полей природного и техногенного характера. В докладе будут представлены результаты картирования опасных геологических процессов, в частности: границы геологических разломов и оползневых участков, их геодинамика и инженерно-технические рекомендации для безаварийной эксплуатации магистрального газопровода.

Представлены результаты съёмки, выполненной с помощью тепловизора высокого разрешения SC 640 фирмы FLIR Systems. Локализованы термоаномалии источников Академии Наук, имени Пийпа, полуострова Новогодний, прибрежных источников Карымского озера и источников поймы в верховьях реки Карымская.

В докладе на примере спутникового сервиса VolSatView показываются возможности информационной системы, созданной для оперативного обеспечения данными дистанционного зондирования работ по мониторингу вулканической активности на Камчатке и Курилах. В работе описана архитектура такой системы, а также текущие возможности и перспективы её развития. На примере сервиса VolSatView описываются инструменты доступа к оперативной спутниковой информации, а также удобные инструменты для анализа такой информации.

Цель работы - выявление оползнеопасных участков, обусловленных сейсмической активностью, с использованием космических снимков.

Обьект исследований – территория Северного Тянь-Шаня, хр. Иле Алатау. В классификации оползневых процессов рассматриваются явления: по механизму развития - сейсмогенные оползни; по механизму движения - гравитационные; по геоморфологии - увлажненный наклонный плоский слой.

Фактический материал: - радарные снимки радиометра ASTER спутника NASA Terra; - каталог эпицентров сильных землетрясений за 1929-2012 гг, включающий 14899 событий энергетическим классом выше 7,5.

Методика: - моделирование геоморфологических условий оползнеобразования (цифровая модель рельефа разрешением 22х30м, максимальный наклон рельефа, удельная водосборная площадь, топографический индекса влажности); - расчет максимальной интенсивности сейсмических сотрясений (региональные закономерности затухания бальности с расстоянием, составление карты сейсмической интенсивности); - моделирование потенциальных сейсмогенных смещений оползневых тел (условие устойчивости оползня по Newmark, расчет критического ускорения, расчет пикового ускорения поверхности, максимальные косейсмические смещения).

Результаты: - карта пространственного распределения сейсмообусловленных смещений, оценка развития сейсмогенных оползневых процессов для территории Иле Алатау. Верификация модели на известных сейсмогравитационных оползнях.

Работа выполнена по теме «Разработать методологию оценки опасности сейсмообусловленных геодинамических процессов» в рамках проекта: «Научные основы наземно-космических методов прогноза вторичных сейсмообусловленных процессов» по программе 055 «Научная и/или научно-техническая деятельность», подпрограмме 101 «Грантовое финансирование научных исследований» по подприоритету: 5.1 «Фундаментальные исследования в области естественных наук».

В основе расчетов лежат экспериментальные данные наблюдений глобальных GNSS-сетей и локальных GPS-станций Алматинского полигона, сгруппированные в Каталог современных движений земной поверхности. Составлены карты горизонтальных и вертикальных скоростей современных движений, отражающих в большей степени напряженно-деформированное состояние земной коры.

Сеточная модель 3D распределения составляющих тензора напряжений и деформаций адаптирована под кривизну рельефа дневной поверхности, дополнена данными цифровой топографии высокого разрешения (SRTM). Механические свойства земной коры выбраны по распределению скоростей продольных волн с глубиной. Также учтены основные факторы: - некомпенсированный вес горного рельефа, вариации плотности, неравномерный нагрев, пространственное распределение эпицентров землетрясений и основных тектонических разломов. С учетом внутренней структуры коры и тепловых свойств образующих пород, в модель введена верхняя граница астеносферы, как вязкоупругая среда Максвелла.

Составлены поверхностные и поглубинные карты напряжений, деформаций и зон сжатия-растяжения. Делается вывод - моделирование параметров НДС в земной коре по данным GPS-наблюдений позволяет дать объективную оценку сейсмической опасности исследуемого региона.

Работа выполняется по теме НИР «Методы оценки геомеханического состояния земной коры кризисных территорий с использованием математического моделирования и спутниковых технологий» по программе О.0577 «Прикладные научные исследования в области космической деятельности».

В настоящем сообщении рассматривается серия вершинных извержений вулкана Ключевской в 2003-2010 гг. Базальтовый Ключевской вулкан со средним расходом 60 млн.т в год по частоте извержений остается на первом месте среди вулканов Камчатки. В настоящее время имеются подробные данные о 17 побочных и 14 крупных вершинных извержений с начала систематических исследований в 1932 г. Во время наибольшей активности вулкана в 1974 -1994 гг. произошло 9 побочных и 8 вершинных извержений. Объем отдельных побочных извержений превышал 50 млн. т, максимальный объем !вершинных извержений был близок 100 млн. т. В это время наблюдались такие явления, как подъем абсолютных высот эруптивных центров побочных прорывов и интенсивный процесс трещинообразования в постройке вулкана. Высоты эруптивных центров достигли отметок 4.2-4.5 т. м. После крупного пароксизмального вершинного извержения 1994 г., в результате которого центральный кратер достиг глубины более 550 м., наступил перерыв в активности вулкана до 2003 г. Во время серии вершинных извержений 2003-2010 гг. происходило заполнение кратера вершинного кратера продуктами новых извержений. В ходе извержений кратере вновь образовался шлаковый конус. Основная опасность для населения во время вершинных извержений вулкана происходит от грязевых потоков – лахар. Лахары наблюдались в 2003, 2007 и 2008 гг. Протяженность грязевых потоков менялась в интервале 25 - 35 км, площади отложений в пределах 1.1-1.8 км², объемы отложений изменялись от 0.6 до 1.4 км³. Периоды вершинных извержений вулкана совпадают с активными фазами, выделяемыми в 6 летнем цикле изменений лунной орбиты во время обращения Луны вокруг Земли. Главными предвестниками готовящегося извержения являются изменение характеристик сейсмического режима, а также изменения деформаций земной поверхности склонов вулкана. Отмечено, что в периоды подготовки извержений эпицентры землетрясений группируются на глубинах 25-30 км. Перед извержениями происходит подъем склона вулкана.

В рыхлых отложениях миграция радона и его сток в атмосферу происходят под действием диффузии и конвективного переноса. Так как рыхлые отложения представляют собой пористую среду, то ее свойства определяются многими факторами, в том числе и изменениями напряженно-деформированного состояния геосреды за счет дилатансии перед сильными землетрясениями (М>6). Этот полезный сигнал, с точки зрения прогноза землетрясений, «тонет» в шумах, обусловленных изменением метеорологических условий как сезонного, так и суточного характера.

В случае разнесенной сети пунктов регистрации, под действием изменений напряженно-деформированного состояния геосреды регионального масштаба, концентрация Rn в различных блоках может вести себя по-разному, за счет геолого-тектонической структуры района. Для всей системы наблюдений обнаружение временных интервалов (реперных точек) в изменении коллективного поведения регистрируемых параметров на первом этапе представляет большой интерес. Следующий этап связан с селекцией данных реперных участков и их увязки с теми или иными процессами, происходящими в геосреде.

В этом плане весьма перспективным может быть методика обработки временных рядов с использованием дискриминантных функционалов (коллекторов), которые используют при своей работе скользящие по осям времен многомерного временного ряда жестко связанные два кадра определенной длительности. Для каждого временного положения кадров формируются две матрицы наблюдений, для которых строится дискриминантная функция, позволяющая наилучшим образом отличать друг от друга временные сечения многомерного временного ряда, записанные в эти матрицы.

Рассматривался шестимерный временной ряд, полученный на двух пунктах за период с 1 августа 2012 г. по 1 апреля 2013 г. Согласно оперативного каталога КФ ГС РАН, в этот период в районе Южной Камчатки произошло шесть землетрясений с энергетическим классом (К=lgЕ, Дж) больше 12.5. Перед землетрясением с К=13.5, произошедшим 15 октября 2012 г., и его более слабым афтершоком значение дискриминантного функционала равно 10 при условии, что квантиль q_0.99 = 12. Перед роевой последовательностью землетрясений в конце февраля и начале марта не отмечено аномального поведения дискриминантного функционала, а за 11 дней перед землетрясением 24 марта 2013 г. с К =14 наблюдается превышение квантиля q0.99. Значение дискриминантного функционала, превышающее квантиль q_0.99 в середине ноября, связано с сезонным ходом, когда среднесуточные температуры становятся ниже нуля и резко уменьшается конвекционная составляющая миграции почвенных газов, что находит яркое выражение в предлагаемом методе. В целом метод хорошо выделяет в многомерном ряду реперные точки в изменении коллективного поведения динамики почвенного радона на сети пунктов Петропавловск-Камчатского геодинамического полигона.

Работа выполняется в рамках изучения естественных вариаций сейсмического шума и разработки методики прогноза сильных землетрясений. Приводятся результаты спектрального анализа временных рядов 1-минутных записей сейсмического шума, зарегистрированных на канале BHZ сети широкополосных станций Камчатки. Обсуждаются особенности спектральной структуры шума в зависимости от местоположения станции, времени года, метеорологических условий и других факторов.

В работе проводится анализ спутниковых измерений.

В порядке дискуссии рассматривается реакция подземной гидросферы на деформационные процессы, протекающие в земной коре. Последняя является иерархически блоковой средой, структура которой представлена каркасно-флюидитными системами различного масштабного уровня. Действующее давление в таких системах состоит из двух независимых составляющих. Первая определяется давлением флюидов на скелет горной породы и результатом взаимодействия «вода-порода». Вторая составляющая появляется в результате давления подвижных флюидов, в основном воды, и может играть решающую роль в передаче деформаций возмущений на большие расстояния.

Представлены предварительные результаты измерений эндогенной составляющей гидротермальной системы, которые регистрируются в термальной скважине ГК-37 глубиной 1750 м. Скважина находится в районе Верхне-Паратунской гидротермальной системы и оборудована комплексом измерительной аппаратуры,позволяющей регистрировать давление и температуру изливающейся горячей воды. Измерения параметров производятся с дискретностью 1 раз в 10 мин, что позволяет исследовать термодинамику скважины.

В работе выполнена оценка поглощающих свойств вулканогенных горных пород в конусе вулкана Ключевской. Рассматривались вулканические землетрясения 2-го и 3-го типов за период 2000-2008 гг., расположенные в постройке вулкана Ключевской, у которых можно было выделить вступление поперечных и продольных волн. Обрабатывались вулканические землетрясения с энергетическим классом не ниже К > 5,5. Метод, используемый в работе, позволяет оценивать параметры поглощения сейсмических волн на пути их пробега и под станциями. Согласно методу, используемому в работе, экспериментальные спектры сравнивались с модельными спектрами. Исследовались спектры S-волн вулканических землетрясений вулкана Ключевской по цифровым записям станций, установленных на склоне и вблизи вулкана Ключевской. С помощью инверсии и сравнения экспериментальных спектров с модельными спектрами можно подобрать неизвестные коэффициенты поглощения сейсмических волн. В первой подинверсии определялась угловая частота f_c очагового спектра с использованием всего диапазона частот. Во второй подинверсии, при определенных значениях угловой частоты f_c определялись последовательно оценки станционной поправки (t*) и добротности Q с использованием данных всех станций. Результаты полезны для оценки напряженно-деформированного состояния среды вулканической постройки вулкана Ключевской.

Для оценки параметров поглощения сейсмических волн в поверхностных слоях вулканической среды вулкана Кизимен использованы вулканические землетрясения, произошедшие во время его последнего извержения. Для этих землетрясений проводился одновременный подбор параметров очаговых спектров и среды распространения сейсмических волн. Предложенный метод позволяет оценивать параметры поглощения сейсмических волн на пути их пробега и под станциями. Обрабатывались слабые вулканические землетрясения энергетического класса 5.5 > К > 6.5, поэтому использованы записи станций, которые расположены на удалении не более 20 км от вулкана Кизимен. Станции KZV и TUMD были установлены вблизи этого вулкана соответственно в 2010 и 2011 гг., и только станция TUM была установлена ранее. Проанализированы результаты только за 2011, 2012 и начало 2013 гг., а результаты за 2010 г. рассматриваются как дополнительные данные. Получено увеличение коэффициента, характеризующего станционную поправку, под ближайшими к вулкану Кизимен сейсмическими станциями в период увеличения его вулканической активности в январе-марте 2012, по сравнению с 2011 годом. Результаты важны для оценок напряженно-деформированного состояния среды вулканической постройки вулкана Кизимен и оценки уровня его вулканической активности.

Проведено измерение параметров расщепления S-волн от местных глубокофокусных землетрясений (M > 4, H160-580 км) за период 2003-2010 гг. от событий под Охотским и Японским морями, континентом, зарегистрированных станциями в области Хоккайдо и Южного Сахалина. Результаты анализа распределения параметров расщепленных S-волн в области Южного Сахалина и Хоккайдо свидетельствуют о взаимосвязи геометрии погружающейся Тихоокеанской плиты с мантийными течениями и проявлении горизонтальной неоднородности анизотропных свойств в задуговой области Южно-Курильской зоны субдукции.

В данный период исследования выявлен ряд особенностей в параметрах расщепленных S-волн. В области северо-восточных станций Хоккайдо выявлено отсутствие эффекта расщепления S-волн от отдельных событий 2008 г. Под полуостровом Немуро отсутствие расщепления S-волн зафиксировано в период 2007-2010 гг. вне зависимости от положения событий. В области западных станций Хоккайдо зафиксировано аномальное увеличение разности прихода S-волн до 4-6 секунд с доминированием азимутов быстрой S-волны в ССВ направлениях от событий из переходной области мантии 400-600 км, области метастабильного оливина. Данные S-волны могут быть отнесены к типу неоднородных расщепленных S-волн с закритическим углом отражения от границы плита-мантия и быстрым затуханием амплитуды при удалении от границы раздела сред.

Представленная работа ставит своей целью ознакомление исследователей, использующих окончательный каталог землетрясений Камчатки и Командорских островов (далее – Каталог) в научной работе, с его особенностями и их изменением во времени. Особое внимание уделено неоднородности данных.

Проведена работа по систематизированию информации, связанной с формированием и использованием Каталога, содержащего события, начиная с 1962 года. Разработана наглядная схема представления данной информации в виде временной шкалы истории изменений разнообразных характеристик Каталога, к которым относятся: методика обработки сейсмических данных;  конфигурация сети сейсмических станций; границы региона ответственности Камчатской сейсмической службы; нижний порог энергетических оценок, для которых производились определения параметров землетрясений.

Также освещены и некоторые другие, тесно связанные с созданием однородного Каталога проблемы. Сообщается о состоянии работы по приведению исходных материалов исследования к единому формату преставления и по уточнению Каталога (выявлению ошибок в исходных сейсмических данных, поиску пропущенных событий). Сделана попытка проанализировать результаты перехода в 2010 году к методике формирования окончательного Каталога в оперативном режиме.

Вулканизм является одним из главных природных источников диоксида серы (SO₂) в атмосфере. Эмиссия газа происходит как в периоды извержений вулканических аппаратов, так и при пассивной дегазации. Низкие фоновые концентрации в атмосфере SO2 в совокупности с интенсивным его поглощением в ультрафиолетовом (УФ) и инфракрасном (ИК) диапазоне электромагнитной волны, делают этот газ хорошим объектом для дистанционного изучения. Анализ концентраций диоксида серы позволяет судить о степени вулканической активности, прогнозировать характер и продолжительность извержений. Одним из дистанционных методов определения концентраций SO2 в атмосфере является дифференциальная оптическая абсорбционная спектрометрия (ДОАС). В докладе представлены результаты дистанционного анализа эмиссии диоксида серы (в 2011-2013 гг.) для некоторых вулканов Камчатки – Горелый, Мутновский, Кизимен и Трещинного Толбачинского извержения им. 50-летия ИВиС ДВО РАН. Работы проводились с использованием портативного полевого инструмента на базе УФ спектрометра USB2000+ (производитель OceanOptics).

Представлена карта современных вертикальных движений земной коры (СВДЗК) по данным GPS измерений Камчатской сети KAMNET. Приводится сравнительный анализ СВДЗК Камчатки с другими регионами: Аляской, Японией, Кавказом, Тибетом.

Одним из приложений систем спутникового позиционирования является GPS-сейсмология – использование высокочастотных записей GPS в сейсмологии. Актуальность исследований в этой области заключается в том, что с помощью GPS можно определять смещения большой величины на любом удалении от эпицентра, в то время как велосиметры широкополосных сейсмостанций перегружаются при сильном сигнале, а акселерометры требуют двойного интегрирования, искажающего значения смещений. Цель данной работы – сопоставить волновые формы землетрясения Тохоку (Mw=9.0, 11.03.2011, Япония), полученные различными методами: сейсмическим и геодезическим. В работе использованы данные с пунктов наблюдения, удаленных от эпицентра землетрясения более чем на 1000 км. При выполнении работы произведен выбор и обоснование частотного диапазона для сопоставления волновых форм, разработана методика обработки имеющихся сейсмических и геодезических данных, установлена возможность интегрирования сейсмологических данных, содержащих небольшой перегруз сигнала.

27.11.2012 г. по сейсмическим данным было идентифицировано начало нового трещинного Толбачинского извержения. Вдоль обнаруженной на поверхности линейной трещины, длина которой около 5 км, началось формирование эруптивных центров. Для усиления региональной системы сейсмологических наблюдений в южной части Ключевской группы вулканов и в районе Толбачинского извержения в начале января 2013 г. была развернута временная сеть из семи автономных сейсмических станций. Дополнительные наблюдения были организованы силами Камчатского филиала Геофизической службы РАН и Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН при финансовой поддержке Президиума РАН. Временная сеть состоит из широкополосных трехкомпонентных сейсмометров GURALP CMG-6TD (частотный диапазон 0.03-100 Гц). Цель – получение данных о сейсмичности вулкана Плоский Толбачик и землетрясениях из района извержения на более низком энергетическом уровне, чем это позволяет камчатская региональная сеть. В докладе представлены первые результаты работы временной локальной сети.

Как известно, ценность инструментальных данных о землетрясениях определяется числом сейсмических станций, их расположением, а также качеством сейсмологической аппаратуры. В докладе рассматривается история развития сейсмологических наблюдений на Сахалине от начала приборных наблюдений до современной системы, в которую вошли станции мониторинга за землетрясениями Дальнего Востока, а также сети станций полевых и эпицентральных наблюдений. Проводится анализ современного состояния и качества регистрации системы сейсмологических наблюдений на Сахалине. На основе сейсмических данных подробно рассмотрена сейсмичность острова. Приведены карты эпицентров подземных толчков. Дается краткое описание наиболее сильных землетрясений на Сахалине.

Большое трещинное Толбачинское извержение (БТТИ) произошло в юго-восточном секторе вулкана Плоский Толбачик в 1975-76 гг. Камчатский филиал Геофизической службы РАН начал ежедневный мониторинг сейсмичности в районе этого вулкана в 2000 г. В отличии от БТТИ сейсмичность предварявшая новое трещинное извержение, начавшееся 27 ноября 2012, была относительно слабой. Энергия землетрясений не превышала класс 6.5 (Ml=2.5). Сейсмичность была сосредоточена под постройкой вулкана в восточном секторе. Частота событий стала постепенно увеличиваться в сенябре 2012 г, и резко выросла накануне извержения. Новое мощное эксплозивно-эффузивное, трещинное извержение началось примерно в 05 час 15 минут UTC 27 ноября 2012 г между вершиной Плоского Толбачика и БТТИ и продолжается до настоящего времени.

Регистрация наклономерными станциями PETT (с/с Петропавловск) и KPMT (с/с Карымшина) (Сероветников С.С. 2012) последних (26.02 - 24.03.2013) сильных (М = 5,0-6,6) землетрясений с очагами на юге Камчатки позволила интерпретировать «медленные» (со скоростями меньшими сейсмических) возмущения, которые связаны с наклонами поверхности Земли с амплитудой до 9 mcR (микрорадиан).  

Можно предположить, что сходные возмущения были зарегистрированы ранее с помощью светодальномерных наблюдений В.Е. Левиным и В.Ф. Бахтиаровым, (Левин и др. 2012). Такие возмущения, сопровождаемые, в том числе изменением наклона поверхности, возможно, связаны с так называемыми «земляными» волнами, которые также неоднократно наблюдались после сильных землетрясений в разных частях планеты.

В частности, после сильного землетрясения 04.05.1959, М = 7,6 с очагом в Кроноцком заливе многими жителями Петропавловска наблюдались такие «земляные» горбы, которые двигались от п-ва Шипунский (из очага землетрясения) в сторону города, во время землетрясения, 08.06.1993 М = 6.8 одним из соавторов наблюдались поверхностные проявления движения «земляных» горбов в г. Петропавловске –Камчатском по автотрассе, вдоль проспекта Победы в направлении восток-запад.

Приведенные данные показывают, что кроме сейсмических волн с характерными скоростями 1-10 км/с, из очага сильного землетрясения излучаются и медленные волны, вероятно, крутильной поляризации – так называемые «земляные» волны (Аки, 1983; Шебалин, 12003; Lomnitz, 1970, 1980, 2006). В соответствии с классической теорией упругости такие волны в твердом теле распространяться не могут (Шебалин, 2003). Но такие волны могут распространяться в земной коре, в случае (Пейве, 1961; Садовский, 1979), если геосреда является блоковой. Природа таких волновых возмущений, вероятно, связана со свойствами блоковой геосреды, разрешающими рейдные ((Carey, 1954) и/или сверхпластичные (Леонов, 2008) и/или «без трения» (Викулин, 2011)) способы распространения.

Сеть наклономерных станций организованная в 2010 году, представляет собой 2 группы станций. Первая группа станций в районе г. Петропавловск-Камчатский ориентирована на регистрацию деформаций вызванных региональной сейсмической активностью. Вторая группа станций в районе вулкана Ключевская сопка ориентирована на регистрацию деформационных процессов вызванных вулканической активностью в районе Ключевской группы вулканов. Входящая во вторую группу станция KLYT (с/с Ключи) так же активно используется при оценке деформаций вызванных региональной сейсмической активностью. В докладе приведены данные о структуре сети, системе передачи и обработки данных, результаты оценок поверхностных проявлений деформационных процессов обусловленных региональной сейсмической и вулканической активностью.

Для оперативного получения смещений земной коры при моделировании очагов землетрясений, создании систем раннего предупреждения цунами, оползней и извержения вулканов, в настоящее время активно используется псевдокинематический режим обработки спутниковых GPS измерений. Точность данного метода зависит от количества наблюдаемых спутников в момент измерения, в связи с чем, совместное использование двух глобальных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС, предположительно, позволит повысить точность псевдокинематических измерений.В данной работе анализируются результаты привлечения данных, полученных с использованием системы ГЛОНАСС, при математической обработке геодинамических GNSS наблюдений, выполненной в программном пакете BERNESE 5.0

По данным каталогов КФ ГС РАН рассмотрены особенности сейсмического режима вулкано-тектонических землетрясений (ВТЗ) с К ≥ 4.5, предварявших и сопровождавших извержение вулкана Кизимен. Длительность сейсмической подготовки извержения вулкана Кизимен составляла около 20 месяцев (апрель 2009 г. - декабрь 2010 г.), а суммарная величина условных деформаций за 2010 г. составила 8´106 Дж. Перед началом извержения отмечалось два усиления сейсмичности: 9-19 октября произошла серия из 4 мелкофокусных землетрясений с К ≥10; 12-27 ноября были зарегистрированы два самых сильных землетрясения с К ≥ 11, что сопровождалось началом видимых проявлений вулканической активности, а две мощные эксплозии произошли 12 и 31декабря 2010 г.

Если в этот период выделяются две эпицентральные области – одна приурочена к системе сбросов С-В простирания в С-З секторе Щапинского грабена, а другая непосредственно к постройке вулкана, то в период эффузивно-экструзивного извержения в 2011 г. основная масса очагов ВТЗ регистрировалась в зонах С-З простирания и хорошо трассировала выделенные здесь два разлома. Пространственно-временная картина сейсмичности вулкана Кизимен указывает на перестройку поля напряжений района под воздействием поднимающейся магмы по дайке со сложной конфигурацией.

Новая региональная магнитудная шкала Ms(20R) использует амплитуды записи группы поперечных и поверхностных волн в узком диапазоне периодов (вблизи периода Т=20 с). Шкала Ms(20R) позволяет делать оперативные оценки магнитуды, тесно связанные со значением спектра сейсмического момента на частоте 1/Т=0.05 Гц. Для мелкофокусных землетрясений такие оценки
магнитуды оказались вполне приемлемыми. Однако, как хорошо известно, при заданном сейсмическом моменте, оценка магнитуды Ms (по поверхностным волнам) существенно зависит от глубины очага. Изучена подобная зависимость для случая магнитуды Ms(20R). Для этой цели изучали ход с глубиной для разности значений магнитуд: Mw по GCMT и региональной Ms(20R). Значения Ms(20R). получены по уточненным в 2012 г калибровочным кривым, рекомендуемым для района Дальнего Востока, как вариант стандартной шкалы Ms(20) для расстояний до 4500 км.Ожидаемая зависимость от глубины была действительно обнаружена, однако ее масштаб оказался ограниченным,по-видимому за счет существенного вклада поперечных волн в оценки Ms(20R). Выявленные особенности целесообразно учитывать при оценке возможности
возбуждения опасных цунами.

Рассеяние инфразвука от тонкой структуры поля скорости ветра и температуры в средних и верхних слоях атмосферы приводит к проникновению инфразвукового поля в зоны акустической тени. На основе этого эффекта по кинематическим и динамическим параметрам инфразвуковых сигналов зарегистрированных инфразвуковыми станциями, расположенными в области акустической тени (расстояние 140-150км), получены вертикальные профили скорости ветра и эффективной скорости звука в стратосфере. Источником инфразвуковых сигналов служили отдельные эксплозии вулкана Карымский, во время его эксплозивного извержении вулкано-стромболианского типа в 2009-2012 гг. Получены спектры вертикальных флуктуаций скорости ветра в стратосфере, которые сравниваются с теоретическими спектрами, рассчитанными на основе модели формирования тонкой структуры скорости ветра. Обсуждается возможность мониторинга стратификации скорости ветра в стратосфере с использованием инфразвуковых сигналов от вулканических эксплозий.

Исследование сильнейших землетрясений (Mw=8.8-9.1) последнего десятилетия – Чилийского (18.02.2010г.), Суматро-Андаманского (26.12.2004г.) и Тохоку (11.03.2011г.) показало, что косейсмические смещения и деформации земной коры, порождаемые ими могут охватывать огромные территории площадью в миллионы квадратных километров. Основным способом регистрации и изучения таких «мгновенных» движений являются методы GPS/ГЛОНАСС (GNSS) позиционирования, которые позволяют определять их величины с точностью от нескольких миллиметров (ретроспективно) до нескольких сантиметров (практически в режиме реального времени). Информация о косейсмических подвижках чрезвычайно важна для моделирования параметров и динамики развития очага землетрясения, моделирования цунами и создании систем раннего предупреждения о них. Однако, в силу больших размеров области, охватываемой косейсмическими движениями при мегаземлетрясениях, как правило, они не могут быть зарегистрированы с достаточной полнотой и пространственным разрешением в пределах только одной геодезической сети. Этот факт неизбежно приводит к необходимости комбинирования (объединения) полей смещений, полученных с применением различающихся алгоритмов и методик обработки GNSS данных, способов расчета косейсмического «скачка», реализаций системы координат. На первый взгляд, такое комбинирование может быть выполнено простым объединением в одной таблице параметров векторов смещений для всех имеющихся в распоряжении исследователя GNSS пунктов. Однако даже сравнение косейсмических скачков, вызванных, например, землетрясением Тохоку 11.03.2011г. на нескольких пунктах спутниковой сети IGS, указывает на существенное (часто свыше нескольких мм) различие их величин, полученных разными научными группами. Аналогичная ситуация наблюдается для полей косейсмических смещений и деформаций, порожденных другими мегаземлетрясениями. Особенно актуальным становится учет этого эффекта в дальней относительно очага зоне, где такие различия становятся сопоставимыми по величине с самими подвижками. В настоящем докладе предлагается метод объединения полей косейсмических смещений земной коры, минимизирующий влияние общих факторов, явно или неявно присутствующих в наборах комбинируемых геодезичеких