 |
Federal agency for scientific organizations Kamchatka branch of Federal research center Geophysical survey of Russian academy of sciences The 6th Scientific Biennial Conference Problems of Complex Geophysical Monitoring of the Russian Far East October 1-7, 2017, Petropavlovsk-Kamchatsky, Russia |
 |
Формируется традиция составлять региональные каталоги землетрясений в шкале моментной магнитуды Mw; последняя жестко связана c сейсмическим моментом M0 очага, измеряемым в ньютон-метрах (Н·м). Слабые землетрясения и события прошлых лет сохраняют калибровку в ML = KS/2 – 0.75. Поэтому важен вопрос о стыковке региональных магнитуд ML с Mw. В работе перечислен ряд способов определения M0 для умеренных землетрясений Камчатки, проведено сопоставление полученных оценок Mw, друг с другом и с независимыми оценками Mw(GCMT), а также установлена связь Mw = ML – 0.40 для землетрясений диапазона магнитуд M = 3–6.
Рассматривается задача оценки области возможных будущих сильных афтершоков по данным за первые 12 часов после основного толчка (ОТ). Исходные данные – каталог землетрясений Камчатки и Командорских островов Камчатского филиала ФИЦ ЕГС РАН (http://www.emsd.ru/sdis/earthquake/catalogue/catalogue.php) с 1962 г. по настоящее время. Из каталога были выделены основные толчки и их афтершоки с помощью алгоритма Молчана и Дмитриевой, программная реализация В.Б. Смирнова. Потенциальными ОТ считались землетрясения с магнитудой больше 5 и глубиной меньше 100 км. К построению области применено два подхода. Первый подход (квантильный) основан на анализе пространственного распределения эпицентров землетрясений, произошедших за первые 12 часов после ОТ в круге с радиусом, зависящим от магнитуды ОТ. Используя параметры пространственного распределения, строились области афтершоков, включающие модификации известных вариантов (круг, эллипс), так и авторские разработки («стадион» - геометрическое место точек, удаленных от разрывав очаге ОТ на расстояние, не превышающее заданную величину), основанные на современных представлениях о протяженности очага землетрясения. Выбор лучшего варианты осуществлялся с помощью разработанного критерия оценивания качества прогноза области афтершоков, являющегося модификацией L-теста (Schorlemmer et al. 2007). Второй подход основан на использовании различных масштабирующих соотношений, связывающих параметры ОТ распределения эпицентров землетрясений за первые 12 часов после ОТ с размером будущей области афтершоковой активности. Были рассмотрены различные конфигурации областей афтершоковой активности. Выбор лучшего варианта осуществлялся по сумме ошибок I и II родов. В результате был выбран оптимальный способ построения области будущей афтершоковой активности, который показал высокие результаты количественных тестов и соответствует варианту, полученному ранее для всей Земли (Баранов, Шебалин, 2017). Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ, проект № 16-05-00263.
Cписок литературы.
На основе применения вероятностного подхода к каталогу землетрясений Камчатского региона [Богданов и др., 2010] были определены следующие случайные события: «попадание сейсмических событий, произошедших в некотором сейсмоактивном объёме V, в заданные области Si» и «попадание сейсмических событий, произошедших в некотором сейсмоактивном объёме V, в заданные интервалы энергетического класса Km». В ходе обработки каталога, для заданных областей, расположенных вдоль восточного побережья Камчатки, во временном окне T=3 года с шагом t=1 месяц на интервале 1962–2016 гг. были вычислены распределения вероятностей P этих случайных событий. Рассматривая полученные вероятности случайных событий как прогностические признаки, была получена оценка их надёжности, достоверности и эффективности по методикам А.А. Гусева [Гусев, 1974] и Г.М. Молчана [Molchan, 1990], а также оценена величина статистической значимости связи прогностических параметров и прогнозируемых сейсмических событий с энергетическим классом KS ≥ 14.0.
Список литературы.
В 1955 г. Н.В. Шебалин [1] получил известную связь между показателем энергии, силой сотрясения (бальности) в эпицентре и глубиной источника землетрясения, которую Ч. Рихтер [2] записал следующим образом:
I=0,9lgE-3,8lgh+3,3 (h<70км) (1а)
I=0,9lgE-3,1lgh+4,4 (h>80км) (1б)
Между энергией и магнитудой землетрясения существует линейная зависимость, которая записывается следующим образом
lgE=a+bM (2)
где a и b - константы, полученные на основании сейсмических данных. Имеется много вариантов для этих параметров, которые можно найти в [2]. Подставим выражение lgE=a+bM в формулы (1а, 1б) и получим
I=0,9(a+bM)-3,8lgh+3,3=c1+dM, (h<70km) (3a)
I=0,9(a+bM)-3,1lgh+4,4=c2+dM, (h>80km) (3b)
Список литературы.
Данные исследований, полученные в 2011-2016 гг., свидетельствуют, что в связи с увеличением количества источников, вызывающих микросейсмические колебания зданий и сооружений на территории Магаданской области (и в особенности непосредственно в г. Магадане), обусловленных использованием современного технического оснащения производства, а также значительным увеличением используемых населением транспортных средств, возросли вибрационные воздействия на окружающую среду, что, в свою очередь, провоцирует значительные изменения ее физико-химических свойств. В рамках областной целевой программы «Повышение устойчивости жилых домов, основных объектов жизнеобеспечения на территории Магаданской области» на 2010-2014 г.г. были выполнены инициативные работы по инженерно-сейсмическому обследованию и разработке проектной документации по повышению устойчивости объектов. Неполный объем накопленных данных, объясняемый отсутствием достаточного финансирования и несогласием на проведение работ руководителей предприятий и организаций, позволяют сделать вывод об актуализации проблемы диагностики состояния зданий и сооружений на территории и необходимости активизации работ в этом направлении.
Для решения данной проблемы недостаточно только методов строительной науки, необходим комплексный подход, в том числе с применением инженерно-сейсмометрического метода, разрабатываемого в геофизике, позволяющего проводить обследования без нанесения повреждений несущим и ограждающим конструкциям, в режиме реальной эксплуатации зданий без остановки производственных и иных процессов (опыт Якутского филиала ФИЦ ЕГС РАН).
ФГБОУ ВО СВГУ в рамках совместной программы научных исследований с Магаданским филиалом ФИЦ ЕГС РАН предлагает проект, направленный на получение экспериментальных данных по реакции зданий и сооружений на сейсмическую нагрузку (естественный фон и искусственное воздействие) и дальнейший анализ результатов испытаний зданий-представителей для оценки их фактической сейсмостойкости.
Список литературы.
Очаги землетрясений в пространстве-времени не располагаются вполне случайно, они обладают определенной организацией. Обычным объектом анализа является, например, их пространственно-временное группирование в форме форшоковых и афтершоковых серий и роев, представляющих собой сгустки событий сразу и в пространстве, и во времени. Будем называть два близких в пространстве-времени очага «соседями». В работе изучается статистика направлений для векторов, r, соединяющих эпицентры соседей. Изучали каталог мелкофокусных землетрясений в Камчатской зоне субдукции. Рассматривали множество пар соседей с ограничением на расстояние |r| между членами пары и на величину относительного запаздывания, и изучали гистограммы азимутов (розы-диаграммы направлений) в трех кругах диаметром 150 км за пять периодов времени длительностью около 10 лет каждый. Рассматривали диапазон расстояний 40-70 км и диапазон запаздываний 0.5-5 сут. Для получения устойчивой картины подавляли влияние двух мешающих факторов: (1) обычных афтершоков, и (2) вытянутости роз-диаграмм вдоль островной дуги для любых, а не только малых запаздываний. Зафиксируем φ=37° как средний, опорный азимут простирания структуры островной дуги Камчатки. Статистика азимутов показала следующее. (1) Систематически формируются лепестки направленности по направлениям φ (вдоль дуги, "0") и φ+90° (поперек дуги, "90"). Поскольку сжатие на стыке литосферных плит направлено поперек дуги, формирование лепестка "0" укладываетcz в обычные геомеханические представления об ориентировке трещин. Однако формирование наиболее выраженного лепестка "90" объяснить с точки зрения геомеханики затруднительно. (2) В ряде случаев формируются изолированные лепестки в направлениях, близких к φ±30°, φ±45°и φ±60°; эти направления выглядят относительно понятными с геомеханической точки зрения. (3) Вблизи области стыка Курило-Камчатской и Алеутской дуг наблюдается особая картина предпочтительной ориентировки направлений. (4) Прослеживаются хорошо выраженные изменения роз-диаграмм во времени, что может говорить о вариациях во времени параметров сейсмотектонической деформации.
В работе развивается мысль о внедрении новой концепции в изучении закономерностей развития сейсмического процесса, основанной на применении нового математического инструментария обработки информации из каталогов землетрясений.
В отличие от традиционных позиций исследования сейсмичности в Евклидовом пространстве сигнатуры <3> с выделенным временным измерением, предлагаемые вычислительные схемы выстраивается с позиции рассмотрения сейсмичности в пространственно-временном континууме с равноправным временным измерением, но не с метрикой Лоренца сигнатуры <1;3>, а с метрикой Бервальда-Моора сигнатуры <4>.
Рассмотрение модели сейсмического процесса в четырёхмерной физико-теоретической конструкции: (ρ1ρ2ρ3ρ4) позволяет по-новому организовать график повторяемости землетрясений с применением эксцентричной метрики: ρ=N0.25.
Такое преобразование открывает уникальную возможность для выполнения ретроспективных и прогнозных расчетов поведения сейсмического процесса.
В комплексе, новая методика позволяет создавать детальные карты сейсмического потенциала территорий, отображать активные и неявные сейсмические очаги, давать локальную оценку уровню подготовки землетрясений всех высоких рангов.
Изучение сейсмического процесса с позиции предлагаемой физико-теоретической конструкции способствует формированию ясного представления о внутренних закономерностях исследуемого феномена, и получать результаты, хорошо согласующиеся с реальностью.
В результате обобщения ранее полученных в коллективе и опубликованных другими авторами сведений о крупных техногенно-тектонических землетрясениях – строении гипоцентральных зон, инициирующих факторах, механике формирования разных мод скольжения по разломам, сейсмической эффективности и т.д. – выработана концепция мониторинга потенциально опасных участков горных работ, основанного, прежде всего, на сейсмическом контроле эффективной жесткости разломных зон. Ясно, что накопленная в массиве горных пород деформация реализуется в виде подвижек по существующим разломам. В связи с этим основным параметром мониторинга выбрана сдвиговая жесткость, которая является универсальным макроскопическим параметром, контролирующим сейсмическую эффективность подвижки по разлому. В условиях горного массива снижение сдвиговой жесткости может быть зарегистрировано простыми сейсмическими методами.
Для апробации измерительных методик и принципов организации системы наблюдений, необходимых для реализации предлагаемого подхода, были организованы измерения в районе Курской магнитной аномалии. Деформографические и сейсмические измерения в шахте проводились на двух разломах разного масштаба.
Для объекта «Хвостохранилище на руднике «Ветренский» проведены работы по детальному сейсмическому районированию. Выделены три зоны возникновения очагов землетрясений северо-западного простирания, связанные с крупнейшими одноименными сейсмогенерирующими разломами [1]: Тенькинская, Чай-Юрьинская и Дарпирская. Согласно механизмам очагов сильнейших землетрясений современные типы подвижек по разломам – сдвиги, близ эпицентров землетрясений преобладают субвертикальные смещения.
Для выполнения работ по оценке сейсмических воздействий на рассматриваемом объекте проводилось сейсмопрофилирование по трем продольным профилям с регистрацией продольных и поперечных волн (Р и S). В работе использовались широкополосные сейсмические станции CMG-6TD (Guralp), и шестиканальные станции «Байкал» для регистрации микросейсм и скоростей пробега сейсмических волн при возбуждении от ударов. Получены скорости сейсмических волн в верхней части разреза. Определены величины приращения балльности методом акустических жесткостей [2, 3]. Результаты расчета, будут использованы при составлении карт-схем сейсмического микрорайонирования объекта «Хвостохранилище на руднике «Ветренский», а также для построения синтетических акселерограмм на горизонтальных и вертикальных составляющих для прогнозных землетрясений.
Список литературы.
В юго-западной части зоны ответственности Камчатской сейсмической службы на всем протяжении наблюдений фиксируются глубокие землетрясения, существенно отстоящие от основной зоны субдукции. В основном, это события с магнитудами 4 - 4.5. Высказывались предположения, что географическое положение этих землетрясений является результатом ошибок в определении гипоцентров. В мировых каталогах для того же региона подобное явление отсутствует. Для исследования этого явления было проведено повторное детальное определение гипоцентров 71 землетрясения за период 1962 – 2009 гг. Выяснилось, что основной причиной кажущегося смещения гипоцентров в сторону от основной сейсмофокальной зоны является многозначность решений для каждого из них. Для всех повторно обработанных событий существует оценка положения гипоцентра, практически не уступающая по качеству предыдущей, но находящаяся вблизи зоны субдукции. После переопределения времен вступлений волн в окрестность зоны субдукции попало большинство главных решений для гипоцентров. Таким образом, с высокой вероятностью, существование отдельной зоны глубокой сейсмичности является артефактом. В настоящее время все исправленные параметры 71 землетрясения внесены в Камчатский региональный каталог.
По данным каталогов СФ ФИЦ ЕГС РАН проведена оценка уровней сейсмической активности Зейского приводохранилищного района. Шкала уровней сейсмичности района строилась по методике, изложенной в работе (Салтыков, 2009). В качестве параметра, характеризующего уровень сейсмичности территории, использовалась эмпирическая функция распределения выделившейся суммарной сейсмической энергии за определенные периоды. Полученные результаты позволяют выделить фоновый уровень сейсмичности и количественно определить состояние повышенной либо пониженной сейсмической активности исследуемого района.
Рассматривается проблема оценки сейсмической опасности, основанной на мониторинге свойств сейсмического шума на широкополосной сейсмической сети F-net в Японии. Проанализированы вариации следующих параметров сейсмического шума: ширина носителя мульти-фрактального спектра сингулярности, обобщенная экспонента Херста, минимальная экспонента Гёльдера-Липшица и минимальная нормализованная энтропия ортогональных вейвлет-коэффициентов. Эти параметры оцениваются в смежных временных окнах длиной 1 сутки для каждой станции. Вычисление ежедневных медианных значений этих параметров по всем станциям обеспечивает 4-мерные временные ряды, которые описывают интегральные свойства сейсмического шума в области, охваченной сетью.
Кластерный анализ применяется к последовательности облаков 4-мерных векторов в пределах скользящего временного окна длиной 365 дней со взаимным сдвигом 3 дня, начиная с начала 1997 года и до текущего времени. Цель кластерного анализа состоит в том, чтобы найти наилучшее число кластеров, которое пробно варьируются от 1 до максимального значения 40. Это число находится из максимума псевдо-F-статистики (PFS). Может быть создана двумерная карта, которая представляет зависимость PFS от пробного числа кластеров и правого конца временного окна, которая весьма похожа на обычные частотно-временные спектральные диаграммы.
В работе [1] было показано, что наилучшее число кластеров до мега-землетрясения в Тохоку 11 марта 2011 г. имеет сильно хаотический режим со скачками от минимальных до максимальных значений за промежуток времени 1 год до события, и эти интервалы времени характеризуются высокими значениями PFS.
PFS-карта предлагается как метод для выделения временных интервалов с высокой сейсмической опасностью. Наша гипотеза состоит в том, что карты псевдо-F-статистики, которые являются побочным продуктом процедуры кластерного анализа мульти-фрактальных свойств и энтропии сейсмического шума в скользящем временном окне, отражают естественные флуктуации сейсмической опасности в достаточно большом сейсмоактивном регионе. С точки зрения предлагаемой гипотезы для Японии с 2003 г. установился режим естественных флуктуаций сейсмической опасности с периодом около 2 лет. Последний 2-годовой интервал сейсмической опасности завершился землетрясением Кумамото магнитудой 7 на юге Японии 14.04.2016. Следующий 2018 год будет годом повышенной опасности для Японии, поскольку возобновился режим хаотических флуктуаций наилучшего числа кластеров, который сопровождается ростом среднего значения псевдо-F-статистики.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ, проект № 15-05-00414.
Список литературы.
Предложен механизм, который может объяснить аномально высокие ПГА (превышающие 1g, максимальное до ~3g), зарегистрированные при землетрясении Тохоку 2011 г. (Mw=9.0). В прошлых исследованиях по записям вертикальных групп Кик-нет было изучено поведение грунтов при землетрясении Тохоку и обнаружена его «атипичная» модель: вместо падения в приразломных зонах, как обычно наблюдается при сильных землетрясениях, модули сдвига в грунтовых слоях возрастали, показывая упрочнение грунта, и достигали максимумов в моменты наибольшей интенсивности сильных движений, затем снижались. Мы можем объяснить это, предположив, что грунты испытывали некоторое дополнительное сжатие. Наблюдаемые изменения в формах акселерограмм с расстоянием от очага, такие как снижение продолжительности и возрастание интенсивности сильных движений указывают на явления сходные с интерференцией и наложением сейсмических волн и генерацией ударной волны движущимся источником – концом трещины, которая привела к сжатию грунтов. Эти явления достигают максимума в окрестностях станций FKSH10, TCGH16, IBRH11, где зарегистрированы наивысшие ПГА; на больших эпицентральных расстояниях ПГА резко падают. Таким образом, возникновение аномально высоких ПГА на поверхности - это результат комбинации наложения сейсмических волн в основаниях грунтовых толщ и их увеличенного усиления предварительно сжатыми грунтами.
Надежные оценки магнитуд и механизмов очагов землетрясений необходимы при решении разнообразных задач сейсмологии, сейсмотектоники и геодинамики. В настоящее время опорными для региональных каталогов землетрясений и механизмов очагов Камчатки и Командорских островов являются магнитуда ML, полученная пересчетом из энергетического класса KS, и механизмы, рассчитанные по знакам первых вступлений объемных волн.
В последние годы отчетливо проявляется мировая тенденция использовать в качестве основной характеристики очагов землетрясений тензор сейсмического момента (ТСМ), объединяющий механизм (ориентацию возможных плоскостей разрыва) и значение скалярного момента M0, по которому рассчитывается моментная магнитуда Mw. Оценки ТСМ и Mw для многих камчатских землетрясений с Mw≥5.0 приведены в глобальном каталоге GCMT (Global Centroid Moment Tensor). Создание сети цифровых широкополосных станций на Дальнем Востоке России и, в частности, на Камчатке создало возможность определения ТСМ на основе инверсии данных региональной сети как для землетрясений с Mw≥5.0, так и для более слабых событий.
В данной работе решалась задача создания методики и проведение массовых расчетов ТСМ и Mw для слабых и умеренных землетрясений. Обработано 149 землетрясений в диапазоне KS = 9.5-15.7 (Mw = 3.5-7.2), произошедших вблизи восточного побережья Камчатки в 2010-2014 гг., из них для 92 событий оценки в каталоге GCMT отсутствуют. Для 57 землетрясений оценки из каталога GCMT хорошо согласуются с нашими оценками. Расчет производился методом наименьших квадратов для ТСМ с условием нулевого следа. Для получения механизма использовался ближайший к ТСМ двойной диполь без момента (ДДБМ). Для 55 землетрясений, произошедших в 2012 г., составлены каталоги ТСМ и ДДБМ, включающие оценки механизма, M0, Mw и глубины эквивалентного точечного источника.
Известно, что наибольшее число жертв и основной материальный ущерб вызывают редкие сильнейшие землетрясения. Отсюда следует, что именно исследование хвоста графика повторяемости является ключевым моментом при оценке сейсмической опасности на длительные интервалы времени. Однако закон повторяемости редких сильнейших событий не ясен. Вполне очевидно только, что, исходя из требования конечности значений сейсмической энергии, их распределение должно отличаться от закона Гутенберга-Рихтера. Предложенные варианты хвоста закона повторяемости землетрясений (в том числе тривиальный вариант резкого его обрезания некоторым максимальным значением Ммах) не имеют веского подкрепления и сильно различаются между собой в области больших магнитуд, что обесценивает их с практической точки зрения. Авторы в течении длительного времени развивают вариант решения этой задачи на основе использования теории экстремальных значений. Эффективность разработанных подходов подкрепляется полученными результатами, из которых наиболее показательными являются два. 1) За год до мега-землетрясения Тохоку авторами опубликована в Японии статья, где указана значительная вероятность реализации в Японии землетрясений М9+ (до 2011 года полагали, что в Японии таких землетрясений быть не может). 2) Показана конечность подавляющего большинства исследованных эмпирических распределений. Результат ожидаем – все реально измеримые величины конечны, соответственно, можно ожидать, что и адекватно описывающие их распределения также должны быть конечны (отметим, что большинство ранее предлагавшихся моделей законов распределение этому требованию не удовлетворяли).
Недостатком этих методов являлось требование больших объемов данных, что позволяло проводить расчеты только для сейсмоактивных регионо в целом. Ввиду этого, метод расчета не мог использоваться как альтернативный теоретический способ построения карт сейсмической опасности, так как для этого требуется намного более высокое пространственное разрешение. Представлены новые разработки авторов, позволяющие перейти к расчету сейсмической опасности на основе теории экстремальных значений в масштабе карт ОСР. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ, проект № 17-05-00351.
14 августа 2016 г. в 11 ч 15 мин UTC вблизи западного побережья центральной части о. Сахалин на глубине ~ 9 км произошло землетрясение магнитудой Mw = 5.8 (локальная магнитуда ML = 6.1) (Онорское землетрясение). Интенсивность сотрясений в эпицентральной зоне достигала 7 баллов по шкале MSK – 64. Землетрясение и последующие афтершоки были зарегистрированы автоматической системой сейсмического мониторинга, действующей на острове с 2006 г. [Степнов и др., 2016]. По совокупности сейсмотектонических данных установлено, что подвижка в очаге землетрясения произошла по секущему разлому, соединяющему две крупные региональные разломные зоны субмеридионального простирания – Западно- и Центрально-Сахалинскую. Инверсией волновых форм определен тензор сейсмического момента и выполнено моделирование очага землетрясения. Тип подвижки – взброс юго-западного падения с незначительной сдвиговой компонентой. В очаге реализовались субгоризонтальные напряжения сжатия СВ – ЮЗ направления, что согласуется с современным характером деформирования центральной части острова. Восстановленные смещения в очаге землетрясения позволили рассчитать косейсмические деформации земной поверхности эпицентральной зоны.
Список литературы.
В докладе обсуждаются особенности поля тектонических напряжений коры о. Хонсю и ближайших сейсмоактивных областей, полученного по данным о механизмах очагов до и после (афтершоки) землетрясения Тохоку (ТЗ). Реконструкция напряжений выполнена с помощью метода катакластического анализа разрывных смещений (Ю.Л.Ребецкого). Важной особенностью поля напряжений до ТЗ являлась зональность геодинамического типа напряженного состояния к востоку (горизонтальное растяжение) и западу (горизонтальное сжатие) от тальвега океанского желоба. Также наблюдались глубинные (более 50 км) изменения характера напряженного состояния. По данным афтершоков было установлено [Hardebeck, 2012; Hasegawa, 2012], что после этого катастрофического землетрясения произошло резкое изменение напряженного состояние в коре. Если до землетрясения в литосфере зоны субдукции к западу от оси океанического желоба происходили землетрясения взбросового типа [Ребецкий, Полец, Геодинамика и тектонофизика, 2014], то после него в афетрошоковой последовательности и в настоящее время до глубин 30 км происходят в большей части землетрясения типа сбросов. Подобная резкая смена тектонического режима на площадях в сотни километров ранее не наблюдались.
Проблема сейсмического потенциала слабосейсмичных территорий далека от разрешения. Очевидно, что интенсивность потока землетрясений в разных областях резко различается, но не ясно, насколько различаются магнитуды Ммах максимально возможных землетрясений. Предложенные подходы к решению этой проблемы варьируют от высокой пространственной дифференциации величин Ммах (как это полагается, например, при построении карт Общего сейсмического районирования) до утверждения, что график повторяемости величин сейсмического момента универсален (Mмах в терминах моментных магнитуд Mw одинаковы) и изменяется только интенсивность потока событий [Kagan, 1999]. Ситуация становится еще запутаннее в областях распада голоценового оледенения, где можно ожидать значительных изменений в ходе дегляциации не только скоростей восходящих движений, но и интенсивности сейсмического процесса.
В полной мере это касается Фенноскандии, в частности, восточной, российской ее части. Инструментальные данные (за период около ста лет) указывают на весьма умеренный уровень современной сейсмической активности этой территории. Материалы о землетрясениях за исторический период (в несколько столетий), демонстрируют несколько более высокий уровень сейсмичности. Детально обсуждается комплекс палеосейсмических данных, свидетельствующи о неоднократно происходивших здесь ранее очень сильных землетрясениях, магнитудой до М=7 а, возможно, и выше. Не решен и вопрос о механизмах сейсмогенеза в регионе; представляется возможным, что кроме затухающего процесса дегляциации, сейсмичность формируется под воздействием современного тектонического давления от Срединно-Атлантического хребта.
Большая практическая важность поставленных вопросов определяется уже тем обстоятельством, что некоторые зоны с установленной к настоящему времени активной тектоникой и сильными палеоземлетрясениями расположены в непосредственной близости от агломерации Мурманска, от военно-морских баз на побережье Баренцева моря, Центрально-Кольского горно-промышленного кластера и вблизи Кольской АЭС. На юге региона возможные потенциально опасные зоны оказались относительно недалеко расположенными от мегаполиса Санкт-Петербурга и от Ленинградской АЭС.
В последние годы имел место резкий рост объема данных, позволивший продвинуться в понимании поставленных вопросов. Вопрос окончательной оценки сейсмической опасности в Фенноскандии, однако, остается пока дискуссионным.
Представительность каталога землетрясений является одним из его важнейших параметров. Очевидно, что неравномерность сейсмометрической сети с неизбежностью приводит к региональным вариациям представительности. В таком случае оценка представительности каталога в целом для больших территорий является в общем случае неадекватной. По аналогичным причинам возникают проблемы и с оценкой представительности во временной области. В докладе на конкретных примерах показано, что оценки для больших пространственно-временных областей грубо искажают реальную ситуацию. Обращается внимание на то, что наряду с «теоретическими» картами представительности каталога, основанными на технических параметрах сейсмометрической сети и системы обработки землетрясений, необходимо рассматривать и карты «реальной» представительности каталога. Предлагаемый подход к построению таких карт основывается на известных алгоритмах статистической обработки и, что принципиально, учитывает статистическую значимость представляемого параметра. Во временной области предлагаемый подход, в частности, позволяет формально определять временные границы каталога, в которых представительность не хуже задаваемого порога.
Представлен комплекс параметров сейсмичности, оцениваемых в Камчатском филиале ФИЦ ЕГС РАН по данным инструментального сейсмического мониторинга в целях оперативной оценки сейсмической обстановки в регионе. Рассматриваются сейсмологические данные различного энергетического уровня: камчатская региональная сейсмичность, слабые землетрясения вулканических районов.
Исследования региональной сейсмичности направлены на обнаружение изменений фонового сейсмического режима (сейсмических затиший и активизаций) в объемах среды, прилегающих к развивающемуся очагу сильного землетрясения. Комплекс методик включает оценку уровня сейсмичности региона по шкале “СОУС’09”; расчет вариаций наклона графика повторяемости, выявление статистически значимых аномалий наклона графика повторяемости, расчет сейсмической активности A10; мониторинг параметра RTL и вариаций площади сейсмогенных разрывов; обнаружение областей статистически значимого уменьшения скорости потока землетрясений; выявление кластеризации землетрясений. Для анализа и визуализации полей сейсмической активности внедрена ГИС-платформа «SeismoMap & GeoTime-3».
Оценки уровня сейсмичности по шкале “СОУС’09” внедрены для активных вулканов Ключевской группы, на которых имеющаяся сеть сейсмических наблюдений обеспечивает детальные данные о слабых локальных сейсмических событиях.
Приведены примеры проявления аномалий параметров сейсмичности перед сильными землетрясениями и извержениями вулканов на Камчатке. Представлены случаи удачного комплексирования параметрических оценок. Обсуждаются перспективные направления развития параметрического мониторинга сейсмического процесса.
Представлен обзор сейсмичности на масштабе сильных землетрясений, произошедших в зоне ответственности Камчатского филиала ФИЦ ЕГС РАН в 2016-2017 гг. Обсуждаются:
Жупановское землетрясение 30.01.2016 г. с КS = 15.7, MW = 7.2, зарегистрированное под восточным побережьем Камчатки на глубине ~180 км;
Южно-Озерновское землетрясение 29.03.2017 г. с КS = 15.0, MW = 6.6, которое произошло в Южной части Озерновского залива вблизи восточного побережья Камчатки;
Ближне-Алеутское землетрясение 17.07.2017 г. с КS = 16.0, MW=7.8 в Командорском сегменте Алеутской островной дуги, на границе Командорской сейсмической бреши.
Приводятся результаты работы системы сейсмического мониторинга КФ ФИЦ ЕГС РАН в оперативном режиме, а также по регламентам службы предупреждения о цунами и срочных донесений. Рассмотрены особенности афтершоковых процессов, предвестниковые сейсмические аномалии, макросейсмические сведения, тектоническая позиция, механизм очага и др.
Уровень сейсмичности на Курило-Камчатской дуге являются наивысшим в России. Здесь в среднем раз в 5 лет происходят сильнейшие землетрясения с М ≥ 7.7. Для мониторинга опасности таких землетрясений в Курило-Камчатском регионе с 1965 г. применяется и развивается метод долгосрочного сейсмического прогноза С.А. Федотова (ДССП).
По данным ДССП в настоящее время сохраняется высокий уровень сейсмической опасности в районе г. Петропавловск-Камчатский, где вероятность 9-балльного катастрофического землетрясения в 3 раза больше средней для региона. В работе рассматриваются последние результаты исследований по методу ДССП по апробированной методике и дан прогноз для Курило-Камчатской дуги на V 2017 – IV 2022 гг.
Важной частью метода ДССП являются оценки влияния особенностей развития сейсмического процесса в регионе на уровень сейсмической опасности. Полученные ранее результаты относительно влияния сильнейших глубоких охотоморских землетрясений на сейсмичность Курило-Камчатской сейсмогенной зоны показывают взаимосвязь сейсмотектонических процессов всего региона и его отдельных частей. Рассматривается вопрос об изменении сейсмической опасности в районе г. Петропавловск-Камчатский, связанном с Охотоморским землетрясением 24.V 2013 г., М=8.3.
Исследуются процессы образования ориентированных плоскостей - кластеров гипоцентров землетрясений (на примере Кроноцкого землетрясения и Карымского землетрясения (с последующим извержением одноименного вулкана), а также их связь с механизмом землетрясений региона. Это одно из направлений развития метода ДССП. В работе приведены результаты, полученные в этом направлении.
В целом, представленные данные подтверждают необходимость продолжения и увеличения работ по сейсмобезопасности и предотвращению ущерба и огромных потерь в районе г. Петропавловск-Камчатский. Полученные в последние годы оценки сейсмической опасности для Курило-Камчатской дуги используются, как это делалось с предыдущими прогнозами c 1985 г., для обоснования государственных мер по сейсмозащите и сейсмоукреплению этого форпоста России на Тихом океане.
24 января 2013 г. на территории Ботанического сада Петрозаводского государственного университета открыта геофизическая обсерватория. Основной целью является проведение сейсмологических наблюдений на территории Республики Карелия; вариаций и микропульсаций геомагнитного и геоэлектрического полей (МВС) в районе Петрозаводска, развертывание приемного пункта спутниковой томографии для контроля состояния верхней ионосферы, пункта спутниковой геодезической сети (GPS).
On January 24, 2013 the Geophysical Observatory is opened in the Botanical Garden of Petrozavodsk State University. The main objective is to carry out seismological observations in the Republic of Karelia; study variations and micropulsations geolectric and geomagnetic fields (MIF) in Petrozavodsk, the deployment of satellite imaging reception center for monitoring the status of the upper ionosphere and satellite geodetic network point GPS).
На Юго-Западе Корякского нагорья сформировался Хаилинский высокомагнитудный сейсмический центр. Здесь с улучшением сети наблюдений стало заметным усиление сейсмичности, равно как и в целом на западном отрезке Корякского сейсмичного пояса, включающий названный центр в бассейне р. Вывенки. Хаилинское 1991 г. (М = 6.6) и Олюторское 2006 г. (М = 7.6) землетрясения показали, что геологические условия локализации их сильнейших (Ks ≥ 11.6) афтершоков различны. Установлена приуроченность Хаилинского облака к отрезку линейной сейсмической тектонической геоструктуре – Хаилинскому продольно-осевому разлому погружённой глыбы литосферы Олюторского залива. На этом разломе лежит и порово-трещинная вертикальная колонна, в которой на глубине 35 км находится гипоцентр главного Хаилинского толчка. Эта же колонна содержит и гипоцентр Олюторского события на глубине 1 км. На юге облака афтершоков Хаилинского землетрясения образовано начало Олюторского облака на участке Западном. Зона Хаилинского разлома Олюторским землетрясением фактически не затронута. Вся релаксация его главного толчка пошла к западу в Вывенскую впадину складчатого Ильпинско-Тылговаямского прогиба и концентрировалась в его Ветвейском блоке. Лишь малая часть афтершоков локализовалась на востоке прогиба в узком выклинивании Вывенской впадины и резком сужении прогиба. События 06.03 и 15.03.2017 г. (М = 5.2 и 4.9) подтверждают геологическую закономерность показанной выше локализации облаков землетрясений.
Методологическое исследование поставленных целей выполнено в авторской Концепции глыбово-клавишной структуры литосферы активной окраины континента.