Восьмое заседание ОМТС

16 декабря (вторник)  в 15-00 (конференц-зал ИФЗ РАН).

Повестка дня семинара:
Научный доклад Александра Леонидовича Строма

«К вопросу о соотношениях между параметрами разрывных нарушений и магнитудой землетрясений»

(ЦСГНЭО - филиал ОАО "ИНСТИТУТ ГИДРОПРОЕКТ", г. Москва)

Аннотация:

В докладе рассматривается круг проблем, связанных с изучением соотношений между параметрами сейсмогенных разрывов - их протяжённостью (L), максимальной (Dmax) и средней (Dav) подвижкой, а также между этими параметрами и магнитудой (величиной) землетрясений.

Кратко изложена история таких исследований, начиная с пионерской работы Дона Точера (Tocher, 1958). Отмечена важность сбора представительных баз данных, лежащих в основе таких исследований, а также использования зависимостей, выведенных по достоверным и объективно определяемым данным, а не зависимостей, выведенных по данным о длинах геологических разрывов, связь которых с конкретными землетрясениями весьма субъективна. Эта проблема будет рассмотрена более подробно во второй части доклада.

Следует учитывать, что регрессионные зависимости вида A=f(B) не позволяют определять величину B, за исключением случаев использования ортогональной регрессии (Кутузова и др., 1975, Bolt, 1978)

Рассмотрены разные подходы к сбору данных, использовавшиеся в наиболее часто цитируемой работе (Wells, Coppersmith, 1994), нацеленной на анализ регрессионных зависимостей, и в настоящем исследовании, в котором большее внимание уделено анализу огибающих. Обоснован выбор между Ms и Mw, а также подход к расчету  Dav.

Отмечена некоторая противоречивость оценки длины (размеров) очага по размерам облака афтершоков и отношения этих размеров к магнитуде, определяемой по записи главного толчка.

Большое внимание уделено критериям выборки из общей базы данных. Показана субъективность и нестргость регионального ("странового") отбора, разделения землетрясений на внутриплиные и межплитные и на события, характерные для  различных тектонических обстановок, в первую очередь из-за существенной неоднородности территорий, относимых к таким крупным тектоническим таксонам, как Альпийский пояс, активизированные платформы, рифтовые зоны. В качестве наиболее объективного, "физичного", критерия выбран механизм очага (кинематика подвижки).

Показаны закономерности соотношений между вышеперечисленными параметрами. Отмечена нелинейность зависимостей между Ms и Dmax и предложены способы её учёта. Продемонстрировано использование верхней огибающей на графиках, связывающих Мs и L с Dmax, соответствующей предельной подвижке при заданных длине очагового разрыва и магнитуде при проведении палеосейсмологических и инженерно-геологических исследований.

Во второй части доклада на конкретных примерах продемонстрирована явная некорректность зависимостей между М и L, рекомендуемых в РБ-019-01 "Оценка сейсмической опасности участков размещения ядерно- и радиационно опасных объектов на основании геодинамических данных" - нормативном документе Росатомнадзора России, используемом при изысканиях для атомных станций.

В частности, показано, что при соотношении М=2logL+2, рекомендованном в РБ-019-01 для "тектонически активных регионов", для того, чтобы получить М=8 нужен однородный участок зоны ВОЗ, т.е. активного разлома, длиной в 1000 км. Если принять такую длину для участка Северо-Анатолийского разлома, где в 1939 г. произошло землетрясение с М~8.0, то в этот сегмент попадают и землетрясения 1942, 1943, 1957 годов с намного меньшими магнитудами. Не работает это соотношение и для разлома Сан-Андреас, протяженность северного и южного квазиоднородных сейсмогенерирующих участков которого существенно меньше 1000 км. Ещё хуже дело обстоит для Центрально-Азиатских землетрясений - Кеминского 1911, Гоби-Алтайского 1957, Фуюнского 1931, Хангайских. 1905, Ганьсуйского 1920, Венчуанского 2008, у которых полная длина разломов, к которым приурочены очаги этих событий,  не превышает 300-500 км.

Аналогичная ситуация и с большинством землетрясений с магнитудами в диапазоне 7 - 7,5. В качестве примеров рассмотрены Нефтегорское 1995, Суусамырское 1992 и Адтайское 2003 г. землетрясения. Показано, что если в качестве "однородного" участка рассматривать протяженность частей разрывов, реально вскрывшихся при разрывообразующих землетрясениях, то использование этой зависимости приводит к недооценке магнитуды до 4,5 единиц (!).

Показана необоснованность постулирования различий между соотношениями M= f(L) для "активных" и "платформенных" территорий, а также нефизичность этих различий. Землетрясение - подвижка по разлому и излучение упругих волн - это процесс, происходящий в реальном времени и зависящий от свойств пород в пределах сейсмогенерирующего слоя литосферы, которые, как можно предположить, близки и в "активных" и в "платформенных"' областях. В "активных" областях есть достаточно крупные участки, в пределах которых и за период инструментальных и исторических наблюдений и по палеосейсмологическим данным не известны сколько-нибудь сильные землетрясения. С другой стороны, известны крупные землетрясения на платформах - в Австралии, в зоне разлома Танлу в Китае в 1668 году, параметры разрывов которых не отличаются от таковых в "активных" регионах.

 Третья, заключительная часть доклада посвящена анализу изменений величины горизонтальной компоненты смещения вдоль сдвиговых разрывов. На примере нескольких десятков подробно изученных сейсмогенных сдвигов, а также результатов моделирования сдвигового разрывообразования, проводившегося в ИЗК СО РАН продемонстрировано, что при этом формируется как бы "застывшая продольная волна" - чередование блоков, испытавших сжатие и растяжение.

Аналогичная изменчивость характерна, по-видимому, для вертикальных подвижек по сбросам и взбросам, но ее, по понятным причинам, сложнее выявить и исследовать.

Видео доклада (стандартное качество)

Видео доклада на YouTube (высокое качество)

Предварительная презентация доклада