Menu

Анализ данных новейшего мониторинга сейсмической опасности

Анализ данных новейшего мониторинга сейсмической опасности

Напомним, что впервые жесткая критика лабораторных подходов к проблеме землетрясений была сделана М.А. Садовским [Садовский и др., 1987; Садовский, 1987; Садовский и Писаренко, 1991]. Причем в основе критики лежали представления о реальном строении земной коры, ее свойствах, изменениях их во времени, а также отмеченные выше наблюдательные данные. М.А. Садовский подчеркивал, что необходимо понять физику всего сейсмического процесса, в котором землетрясения являются лишь малыми возмущениями. С начала 80-х годов в Российской Академии наук уже понимали недостаточность чисто механистического описания процесса подготовки землетрясений и представлений о горной среде как сплошной [Садовский и др., 1987; Садовский, и Писаренко, 1991; Николаевский, 1980]. Представления о землетрясениях как единичном акте разрушения упругой среды нельзя было согласовать с наблюдавшимся режимом сейсмичности. Как, например, объяснить гипоцентры нескольких сильных землетрясений в пределах одного очага? Как в рамках сплошной и упругой среды объяснить повторение землетрясений в одной и той же зоне через очень короткое время (например, землетрясения в Газли или в зонах субдукции)? Являются ли наблюдаемые возмущения различных полей перед землетрясениями их предвестниками? Почему, понимая физику и механику разрушения лабораторных образцов, мы не можем прогнозировать локальное место сильного землетрясения? Можно задать и другие вопросы.

Многие наблюдения (см., например, [Рыкунов и Смирнов, 1985а,б]) свидетельствуют о высокой энергонасыщенности геологической среды, которая слабо изменяется даже при воздействии сильных землетрясениях. Однако только в конце 80-х и начале 90-х годов были получены убедительные сейсмологические и геофизические данные, подтверждающие это [Лукк и Юнга, 1994; Галаганов и др., 1994; Невский, 1994; Лукк и др., 1996; Гарагаш и др., 1986; Сидоров и Кузьмин, 1989; Николаевский и Рамазанов, 1986].

Сформулируем основные результаты этих работ: постоянное деформирование литосферы в одинаковой степени характерно для сейсмоактивных и асейсмических районов, причем скорость движений в асейсмических районах может быть выше; отсутствует прямая связь между объемной деформацией среды и плотностью потока сейсмической энергии местных землетрясений (при вариациях объемной деформации в сейсмичных и асейсмичных регионов в пределах одного порядка плотность потока сейсмической энергии местных землетрясений отличается на три порядка); показан волновой характер современных движений земной поверхности, изменения уровня воды, электросопротивления, скоростей упругих волн и др., которые в одинаковой мере характерны сейсмоактивным и асейсмичным регионам; показаны эффекты миграции очагов слабых землетрясений вдоль различных структурных нарушений, внешне отражающие процессы распространения длиннопериодных волн объемной деформации ("деформационные волны"). К этому добавим, что спектры вариаций различных полей лежат в широком интервале периодов, от часов-суток до многих лет. Все это указывает на то, что геологическая среда постоянно находится в неустойчивом (неравновесном) состоянии. Заметим, что использование здесь термина метастабильное состояние не правомерно по отношению к геологической среде., т.к. под метастабильным состоянием понимается состояние неустойчивого равновесия системы, в котором система может находиться длительное время, не переходя в более устойчивое состояние [Физический..,1966].

Для иллюстрации этих выводов приведем ряд примеров.

Первый из них касается анализа пространственно-временных изменений параметров различных полей перед Джиргатальским землетрясением 26 октября 1984г. с магнитудой М = 6.4 в Таджикистане [Лукк и

[image]

Рис. 3.1 Поведение различных геофизических параметров среды перед катастрофическим Джиргатальским землетрясением.

1. числа представительных землетрясений с К =7 для всего полигона; 2. числа землетрясений с К = 9-10, там же; 3. коэффициент вариации сейсмичности, там же; 4 отношение чисел землетрясений с различным типом подвижки в очаге; 5. коэффициент Лоде-Надаи, характеризующий тип сейсмотектонической деформации; 6, 7. азимут и угол наклона оси главного сжатия тензора сейсмотектонической деформации; 8. уклонение от долговременных средних значений скоростей продольных волн: а - для близмеридиальной сейсмической трассы на станцию Джафр, б - для близширотной сейсмической трассы на станцию Ялдымич; 9. напряженность электротеллурического поля; 10. электрическое сопротивление; 11. атмосферное давление на метеостанции Гарм; 12. разность среднемесячных летних и зимних температур по метеостанции Ляхш; Черные стрелки 1 - 9 моменты относительно сильных землетрясений с М = 5, большая черная стрелка 10 - момент катастрофического Джиргатальского землетрясения.

 

'ss -J-/ у/ —/

др., 1996]. За период инструментальных наблюдений это событие было сильнейшим на Гармском полигоне. Показано, что контуры сейсмического затишья четырежды меняли свою конфигурацию в пределах полигона, а событие произошло вне зоны последнего затишья. Причем сам полигон имеет небольшую площадь, примерно, 80 х 160 км2. На рис.3.1 приведены вариации различных параметров в пределах полигона за 25 лет. Казалось, что за такой длительный период наблюдений можно будет выявить надежно вариации, которые связаны с процессом подготовки данного события. Однако ретроспективно было показано наличие широкого спектра квазипериодических колебаний в различных полях и отмечена колебательная структура практически всех полей. Поэтому идентифицировать какие-либо аномалии-колебания как предвестники было невозможно. Причем основные трудности были связаны с не-

[image]

Рис. 3.2

Современные вертикальные движения земной поверхности через систему разломных зон Припятской впадины

(а), Центральной части Предкопетдагского прогиба

(б), Восточной части Терско- Каспийского прогиба (в).

  1. кривые современных вертикальных движений земной поверхности по данным повторного нивелирования за различные интервалы времени;

  2. положение пунктов повторного нивелирования на земной поверхности;

  3. геологические границы между комплексами осадочных пород по данным бурения и сейсморазведки;

  4. разломы в фундаменте и в осадочной толще по данным сейсморазведки (а) и глубинные разломы по геофизическим данным (б);

    1. глубокие скважины;

6, 7. компоненты современных вертикальных движений земной поверхности:

    1. - локальная,

    2. - региональная;

      1. кристаллический фундамент;

[image]

      1. залежи нефти.

возможностью рассмотреть в рамках лабораторного подхода природу возникновения тех или других наблюдавшихся аномалий.

Второй пример отражает быстрые вариации движений коры (рис. 3.2). Показана пространственная локализация аномальных характеристик движений (ширина аномалий до 1-2км), выраженная в высокоградиентном характере движений (10-20 мм/км-год и более) и высокочастотном проявлении движений (аномалии формировались за время 0.1-10 лет). Такие вариации движений наблюдались в асейсмичных и сейсмоактивных областях. Отмечено, что интенсивность локальной компоненты движений в виде градиента скоростей в зонах разломов слабосейсмичных областей в ряде случаев были выше , чем в сейсмоактивных зонах. Авторы полагают, что локальные высокоградиентные и квазипериодические аномалии движений не связаны с временным ходом регионального поля напряжений, а скорее обусловлены флуктуациями параметров среды внутри самих разломов [Сидоров и Кузьмин, 1987].

Наблюдаемые возмущения различных полей на значительных расстояниях от сильных событий, которые нельзя назвать их предвестниками, тем не менее, указывают на то, что подготовка землетрясения сопровождается изменениями параметров среды в региональном или большем масштабах. Для примера можно привести кольцевую сейсмическую активность, сейсмические бреши или сейсмическое затишье.[image]

 

162 164

1 2 3 4 5 Рис.3.3а. Схемы расположения областей сейсмического затишья, выделенных по алгоритму RTL для глубин 0 - 70км, относительно эпицентров происшедших землетрясений с М> 6. (Камчатка). а-1980-1989гг., зоны 1 - 3; б - 1990 - 1994гг., зоны 4 - 5; в - 1995 -1997гг., зоны 6 - 7; г - 1998 - 2001 гг., зона 8; д - 2002 - 2004гг., зона 9. Условные обозначения: 1 - минимальные значения параметра RTL; 2 - RTL < -9а; 3 - RTL < -6 а; 4 - RTL <-3 а; 5 - эпицентры землетрясений.

В качестве иллюстрации проявления сейсмического затишья приведем анализ ситуаций по параметру RTL. Согласно модели авторов [Соболев и Тюпкин, 1996] увеличение отрицательного значения этого параметра отражает процесс формирования области сейсмического затишья, а последующее его восстановление до фонового уровня - процесс активизации. Результаты применения алгоритма RTL для оценок среднесрочной сейсмической опасности оказались весьма интересными и успешными. Приведем результаты этих исследований для Камчатки [Соболев и Пономарев, 2003; Кравченко,2005]. Их можно обобщить следующим образом. Для событий с глубинами 0-70 км за период 1981-2004г. было выделено девять зон сейсмического затишья, в пределах которых и их окрестностях произошло семь событий с М> 6. Продолжительность сейсмического затишья составляла от 10 до 22 месяцев. События происходили в период сейсмического затишья и после его окончания. Запаздывания события по окончанию сейсмического затишья достигали 4-24 месяцев. Аналогичные данные получены для событий с глубиной 30-100км. Однако здесь амплитуды аномалий были более значительны, но сильные землетрясения произошли в 10 случаях из 16 . В тоже время отмечено, что закономерности, связывающие длительность сейсмического затишья, амплитуду аномалии, время ожидания (от точки минимума значения параметра до момента события) и магнитуду последующего землетрясения, не выявлены. Более того, не обнаружены пространственные особенности параметров сейсмического затишья, отличающие место последующего землетрясения. Эти же особенности проявления зон сейсмического затишья были

[image]

158 160 162 164 166 156 158 160 162 164 166

[image]

Рис.3.3б Схемы расположения областей сейсмического затишья, выделенных по алгоритму RTL для глубин 30 - 70км, относительно эпицентров происшедших землетрясений с М> 6. (Камчатка). а - 1980 -1988гг., зоны 1d - 4d; б - 1990 - 1992 гг., зоны 5 d - 7 d; в - 1991 - 1995гг., зоны 8 d - 10 d; г - 1994 - 1996 гг., зоны 11 d - 12 d ; д - 1996 - 2000гг., зоны 13 d - 14 d; е - 2001 - 29003гг., зоны 15 d - 16 d. Условные обозначения рисунка 3.3а.

 

[image]

Рис.3.4. Пространственное положение зон сейсмического затишья, вычисленных по алгоритму RTL, в Японии перед землетрясением в Кобе 17 января 1995 г. (продолжительность аномалии показана на интервале в 1 год до 15 января 1995 г.).

 

характерны для землетрясений в Японии ( в том числе для события в Кобе 17 января 1995 г.).

Приведем характерные пространственные положения зон сейсмического затишья и эпицентров землетрясений (Рис.3.3 и 3.4). Пространственные размеры зон сейсмического затишья достигают 300500км, а в период 1990 - 1992 гг. зона сейсмического затишья охватывала всю сейсмоактивную территорию Камчатки. Но самое интересное заключается в том, что довольно часто различные зоны сейсмического затишья Камчатки или Японии формируются в одни и те же периоды времени (например, на приведенных выше рисунках). Тогда протяженность объединенной зоны сейсмического затишья увеличивается до 1000км. В тоже время видно, что сильные землетрясения сопровождают развитие не всех зон сейсмического затишья. Очевидным является то, что развитие зон сейсмического затишья будет сопровождаться появлением возмущений различных характеристик геологической среды, положение которых будет случайным относительно эпицентра будущего землетрясения. Можно сделать также еще один вывод. Параметр RTL имеет различные значения в локальных зонах сейсмического затишья, отражая тем самым неоднородность вертикальных, а не горизонтальных, процессов активизации сейсмического процесса и неоднозначность места реализации сильного землетрясения.

На региональные масштабы изменения напряженно-деформированного состояния при реализации сильных землетрясений указывают данные мониторинга гидрогеодеформационного поля (ГГД-поле), геоакустической эмиссии (ГАЭ) [Гаврилов и др., 2006] и некоторые другие.

В настоящее время значительный интерес представляют результаты мониторинга ГАЭ в одном из самых сейсмоактивных регионов - Камчатка. Эти результаты настолько интересны, что мы представим их более подробно. Исследованиям ГАЭ посвящено мало работ, а в выполненных исследованиях приводили в ряде случаев увеличение уровня эмиссии перед событиями средней и малой силы на расстояниях от эпицентров до 150км. При этом измерения проводили в поверхностных слоях литосферы, где влияние фоновых факторов было значительным. В отличие от этих работ были проведены исследования в скважине на глубине около 1000м с использованием датчиков на основе магнитоуп- ругих ферромагнетиков [Беляков, 2000]. Скважина находится в пределах Петропавловского горста в зоне глубинного разлома северо - западного направления на удалении 15км от береговой черты Авачинского залива. В период слабой сейсмической активности наблюдался суточный ход ГАЭ с максимумом в ночное время, причем увеличение и уменьшение активности ГАЭ совпадало с моментами восхода и захода Солнца.

[image]

Рис.3.5. Периоды наличия и отсутствия суточного хода геоакустичской эмиссии в сопоставлении с режимом сейсмичности. 1 - наличие суточного хода, 2 - отсутствие регистрации, остальное время - отсутствие суточного хода (Камчатка).

В периоды активизации сейсмической активности с событиями М>5 суточный ход исчезал. Периоды отсутствия суточного хода ГАЭ самые различные, от нескольких суток до нескольких месяцев (рис. 3.5). При этом наблюдаются периоды с быстрой сменой режимов присутствия и отсутствия суточных ходов, однако не во все периоды отсутствия суточных ходов ГАЭ в точке мониторинга происходили землетрясения в окружающей зоне. Обращает на себя внимание тот факт, что практически все сейсмические события с М>5 (с эпицентральными расстояниями R< 300км) и с М>5.5 (с 300 < R< 550км) происходили в периоды отсутствия суточных ходов ГАЭ. Фактически можно говорить о том, что наблюдаемый феномен присущ и отражает сейсмотектонические процессы на значительной по площади территории. В отдельные периоды времени эти зоны перекрывают зоны сейсмического затишья, выявленные по алгоритму RTL. По своей физической природе отсутствие суточного хода ГАЭ отражает также режим сейсмического затишья на более низком структурном уровне. Подчеркнем две особенности проявления феномена ГАЭ: пространственный масштаб зоны и исключительно быстрая изменчивость режима.

На большой пространственный масштаб активизации процессов подготовки очагов землетрясений указывают данные гидрогеодина- мического режима. Один из первых, кто представил данные о региональном масштабе активизации сейсмотектонического процесса был Ф.И. Монахов [Монахов и Киссин, 1980] Система скважин на остовах Кунашир, Итуруп и в южной части Сахалина, образующая треугольник со сторонами 230, 420 и 450 км, реагировала почти одинаковым образом на заключительную фазу подготовки сильных землетрясений в Охотском море и Тихом океане. По-видимому многие помнят аномальные изменения уровня воды в скважине и наклонов земной поверхности в конце 1978г. на Ашхабадском полигоне. Однако сильное землетрясение произошло в январе 1979г. в 400км к юго-востоку от г. Ашхабада. Гидрогеодинамический мониторинг сейсмической опасности проводится на многих полигонах мира. Этот мониторинг позволяет говорить о сейсмической опасности в ряде наблюдений, однако его информативность определяется выбором точки наблюдения. Причем сейсмическая опасность должна объявляться на большую территорию на краткосрочный или среднесрочный период. Приведем интересные результаты гидродинамического мониторинга по Кавказскому [Вартанян и др., 1990] и Камчатскому [Копылова и др., 2000; Копылова, 2001] полигонам для периодов подготовки и протекания Спитакского и Кроноцкого землетрясений.

В период подготовки Спитакского землетрясения функционировала на Кавказе сеть скважин для контроля гидрогеодинамического поля (ГГД- поля). Эта сеть контролировала регион с площадью более 500 тыс. км2 (Краснодар, Ессентуки, Баку, Ереван, Батуми и др.). В период с августа 1988г. наметилось направленное развитие на северо-запад структуры растяжения в районе будущего землетрясения. До этого периода и сразу после него возникали и исчезали короткопериодные структуры растяжения и сжатия. Спитакская структура деформации увеличивалась по площади и интенсивности. К 1 декабря 1988г. удлиненная ось структуры в сторону г. Батуми увеличилась до 380-400км, а ширина структуры - около 150 км. В зону структуры деформации попадали города Ленинакан, Спитак, Батуми, Тбилиси, Кировакан и др. Максимум интенсивности аномалии и размеров структуры растяжения был достигнут за 11 часов до события. Центр геологической структуры, где наблюдалось наибольшее падение уровня воды в скважинах, находился в эпицентральной зоне будущего землетрясения.

В отличие от этих наблюдений, подготовку сильных землетрясений на Камчатском полигоне можно было контролировать лишь в отдельных локальных местах. Выделим следующее. Во-первых, наблюдалась разная реакция двух близкорасположенных скважин (Е-1 и ЮЗ-5, расстояние между которыми около 10км.) на сильнейшее Кроноцкое землетрясение 5 декабря 1997г.; первая скважина - увеличение уровня воды, вторая - резкое уменьшение. Это не вызывает удивление, т.к. подчеркивает различие параметров среды и случайное положение скважин относительно событий. Во-вторых. В изменении уровня воды в скважине Е-1 обнаружены быстрые вариации с продолжительностью недели - первые месяцы, предшествующие землетрясениям магнитудой М>6-7, эпицентры которых удалены до 370км., т.е. фактически скважина чувствительна к сейсмотектоничекому процессу, охватывающему весь Камчатский регион. Однако на этой же скважине по этим данным было "пропущено" сильнейшее Кроноцкое землетрясение. Общий характер изменения в 1987-1998 гг. уровня воды на скважине Е-1 показывает взаимосвязь с сейсмическим режимом (рис. 3.6). Здесь рассматривают три фазы процесса. Увеличение уровня воды, его стабилизация и последующий спад. Эти фазы локального поля ГГД связывают с параметрами RTL и количеством землетрясений N в зоне с радиусом 400 км с центром в районе скважины Е-1. Последние два параметра коррелируют между собой, что является естественным. Однако связь осредненных по пространству параметров и одного (любого) из локальных параметров не является обусловленной. В то же время быстрые вариации локальных параметров, непосредственно предшествующие сильным землетрясениям, могут быть связаны со стадией начавшегося разрушения одной из границ, число которых в блочном пространстве геологической среды может быть множественным (более подробно об этом ниже), в

[image]

Рис.3.6. Сопоставление изменений уровня воды (скважина Е-1), параметра RTL (в зоне с радиусом 400 км от скважины и глубиной до 100 км), числа землетрясений N и N2 (каталог соответственно очищенный и неочищенный от афтершоков) с сейсмичностью в период с 1987 по 1998 гг.

том числе близким к точке контроля. В пользу этого предположения свидетельствуют, например, данные синхронизации сейсмогенных вариаций уровня воды в скважине Е-1 и параметров режима (дебит, температура воды, изменений концентрации компонентов химического состава) скважины ст. Пиначево (7 км западнее от скважены Е-1). Гидрогеодинамические исследования на Камчатском полигоне также показывают крупномасштабность развития активных сейсмотектонических процессов, оканчивающихся сильным землетрясением.

На пространственный масштаб зоны активизации сейсмотектонического процесса и быструю изменчивость параметров среды в краткосрочном периоде сейсмической опасности указывают данные мониторинга кинематических параметров [Славина и др., 2005; Славина и др., 1998]. Этот метод основан на контроле вариаций времен пробега продольных и поперечных волн от слабых землетрясений, локализованных в определенных областях сейсмоактивного региона. Фактически это метод трассового контроля состояния среды. Для оценки сейсмотектонической ситуации использовался мониторинг по сети сейсмических станций, причем зона контроля каждой станции ограничивалась радиусов в 250км, в пределах которого параметр контроля не зависел от глубины и расстояния сейсмического источника. Однако анализ данных показывает, что сильнейшие события происходят также и вне этой ограниченной зоны. Например, в период заключительной фазы подготовки Спитакского землетрясения мониторинг вели по трем станциям: Дагестан, Бакуриани, Степанован. Расстояние этих станций от эпицентра Спитакского землетрясения были соответственно 350, 100, 5-10 км. (рис.3.7). Эти же три станции контролировали сильные турецкие и дагестанские землетрясения в апреле - мае 1988г., эпицентры которых находились далеко за пределами зоны контроля. Обращает на себя внимание отсутствие возмущений в эпицентральной области Спитакского землетрясения, где находилась одна из станций. Это может указывать на то, что среда "выбрала" конкретное место этого сильнейшего события в последний момент и выбор этого места был в значительной мере случайным. Мониторинг кинематических характеристик среды также подтверждает появление значительной по масштабу активной зоны, в которой происходит сильное событие. Аналогичные данные приведены для Камчатского полигона (рис.3.8). Эти данные представляют наибольший интерес, т.к. контроль осуществляется одновременно более чем пятью - шестью станциями. Контролировались почти все сильные землетрясения Камчатки, а также землетрясения Северных Курил. Наиболее подробно анализировалось Кроноцкое землетрясение 5 декабря 1987 г. Событие произошло вне зон контроля целого ряда станций, одна из станций, наиболее близко

[image]

Рис.3.7 Изменение кинематического параметра при подготовке Спитакского землетрясения 7 декабря 1988г.. Станции мониторинга: а - Дагестан (ст. Дылым и Дубки), б - Бакуриани, в - Степанован. Расстояния от станций до эпицентра показаны на рисунках.

 

расположенная к эпицентру, не выделила возмущение кинематического параметра до события. Аналогичны наблюдения и перед Спитакским землетрясением. Авторы обнаружили, что возмущения на более отдаленной станции мониторинга появляются раньше, чем расположенной ближе к будущему эпицентр. Это очень серьезный наблюдательный факт, который заслуживает отдельного рассмотрения. Из этих данных следует неопределенность возможного места сильного события.

[image]

Рис.3.8. Изменение кинематического параметра в период подготовки и протекания Кроноцкого землетрясения 5 декабря 1997г. Станции мониторинга Русская (расстояние до эпицентра 400км), Шипунский (260км) и Мыс Козлова (90км).

Отметим быструю изменчивость кинематического параметра, которая не может быть отражением медленных тектонических движений или процессов метаморфизма.

Для объяснения данных новейшего мониторинга необходимо предположить существование дополнительного механизма накачки среды упругой энергией, делающей ее открытой диссипативной структурой в определении И.Р. Пригожина. Мы должны представить свойства реальной геологической среды, а не лабораторного образца. Это давало бы основание для серьезного переосмысления лабораторных представлений подготовки очага землетрясений и объяснений наблюдаемых "предвестников". В тоже время следует подчеркнуть, что все процессы, известные из лабораторных данных, протекают и в условиях литосферы. Однако у них разный масштаб и различаются условия проявления. Безусловно, эти процессы оказывают влияние на сейсмотектонический режим. Но из мониторинга следует, что существуют и другие процессы, оказывающие на среду значительно большее влияние, чем локализованные процессы в лабораторных условиях. Причем здесь очень важен масштабный эффект, не имеющий отражения в лабораторных представлениях.

М.А. Садовский [Садовский и др., 1987; Садовский и Писаренко, 1991] предложил пересмотреть взгляды на геологическую среду. К фундаментальным свойствам среды относится ее строение. Это система блоков, которые взаимодействуют друг с другом и обмениваются энергией в процессе деформирования. Основная особенность такой среды — иерархическое распределение по размерам её элементов. При этом среда сохраняет свои свойства, и сильные землетрясения вносят небольшой вклад в изменение этих свойств. Накапливаемая в объемных структурах среды потенциальная энергия диссипируется в основном по системам геологических разломов (границ). Сейсмический режим является результатом развития неустойчивых процессов в сложной дискретной среде, поэтому ему приписывается такой важнейший фактор как - случайность, являющийся существенным элементом развития деформационных процессов в геологической среде. И это должно по-новому ставить вопрос об изучении и прогнозировании сейсмического режима. Поэтому точный долгосрочный прогноз для подобных явлений, по мнению авторов [Садовский и др., 1987; Садовский и Писаренко, 1991], в принципе невозможен. Но при этом в нелинейных и неустойчивых системах возможно и обратное явление, а именно формирование упорядоченных структур, поведение которых уже поддается прогнозированию.

Качественная картина поведения системы блоков различного ранга представляется следующим образом [Садовский и др., 1987; Садовский и Писаренко, 1991]. При фоновом диссипативном процессе движение блоков, их медленное перемещение и деформации похожи на хаос, радиус корреляции перемещения блоков мал, отсутствуют быстрые подвижки, охватывающие большие объемы. Движение блоков напоминает медленное перемещение молекул жидкости с сохранением ближнего порядка. Непосредственно перед сильным землетрясением блоки заметно сцепляются, их "несущий каркас" (т.е. совокупность блоков, несущих основную нагрузку) захватывает большое пространство, структура каркаса приобретает дальний порядок. При дальнейшем накоплении упругой энергии в рассматриваемом объеме среды плотность энергии достигает некоторой критической величины, состояние системы становится неустойчивым. Далее накопленная энергия диссипируется посредством сильных землетрясений, крипа и слабой сейсмичности, система блоков переходит в хаотическое состояние, и цикл возобновляется. При этом интересно одно замечание авторов. В зависимости от скорости поступления тектонической энергии структура малых блоков (отдельностей) подстраивается таким образом, что весь сейсмический режим, включая фоновый, протекает вблизи критических состояний. Подтверждением этому служит закон повторяемости землетрясений Гутенберга-Рихтера, т.е. степенная зависимость диссипации энергии через землетрясения.

Это феноменологический подход, который совместно с данными мониторинга сейсмической опасности указывает на возможные перспективные направления исследований. Фактически были поставлены три проблемы, от решения которых зависит возможность построения реальной модели сейсмического процесса. Первая проблема, природа процессов, приводящих к поддержанию в среде критических состояний, т е. энергонасыщенности среды, близкой к предельной. Вторая проблема, как в условиях предельной энергонасыщенности геологической среды, которая отражается в ее постоянной нестабильности и неустойчивости, может формироваться в граничных структурах крупномасштабный очаг будущего сильного землетрясения. Необходимо говорить также о процессах, приводящих к повторяемости и воспроизводству очагов в одних и тех же местах граничных структур. Третья проблема - физика фонового сейсмического процесса и природа быстрой изменчивости параметров среды. При рассмотрении всех возможных процессов необходимо учитывать значительный пространственный масштаб сейсмотектонического "возбуждения" зоны, в которой происходит в конечном итоге локализация крупномасштабного разрушения.

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
  • Комментарии не найдены

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:3971 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:7160 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:4141 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Методи і схеми вивчення зношування метал…

МЕТОДИ І СХЕМИ ВИВЧЕННЯ ЗНОШУВАННЯ МЕТАЛІВ ПРИ ВЗАЄМОДІЇ З ГІРСЬКОЮ ПОРОДОЮ При вивченні абразивного зношування потрібно використовувати моделі процесів і визначати показники абразивності як характеристики цих моделей. Однак, сучасний стан вивченості...

25-09-2011 Просмотров:4202 Механіка гірських порід

Промислово-геофізичні дослідження

Загальна характеристика. Геофізичні дослідження свердловин, або каротаж свердловин – це дослідження свердловин електричними, магнітними, радіоактивними, акустичними та іншими методами. Суть їх полягає в безперервному записуванні відповідних характеристик пластів вздовж стовбура...

19-09-2011 Просмотров:8137 Підземний ремонт свердловин

Вместо введения

Обследование и испытание сооружений, как самостоятельная отрасль науки сформировалась сравнительно недавно, хотя такие экспериментальные данные всегда использовались в строительной деятельности человека. В течение многих веков необходимость избегать аварий и разрушений...

18-03-2013 Просмотров:2877 Обследование и испытание сооружений