Группа кинематики сейсмического поля

Руководитель к. ф.-м. н. Славина Л.Б.

Состав группы

Славина Л.Б. – к.ф.-м.н.,вед.н.с.

Пивоварова Н.Б. – к.ф.-м.н.,вед.н.с.

Мячкин В.В. – ст.н.с.

Бабанова Д.Н. – н.с.

Пахомова Е.С.- инженер

Основные направления исследований

Изучение природных катастрофических явлений (землетрясений, извержений вулканов, горных ударов) и их предупреждение на основе пространственно-временных кинематических параметров сейсмического поля .

Тема 1

Изучение трехмерного скоростного строения сейсмически активных областей, зон живущих активных разломов.

 

Разработаны оригинальные алгоритмы и программы расчета трехмерного поля скоростей по сейсмологическим данным региональных землетрясений. На этой основе выполняются исследования неоднородностей скоростного строения среды областей активного вулканизма (Камчатка), особенности поля скоростей сейсмических волн в очаговых зонах сильных землетрясений (Камчатка), исследование особенностей скоростного строения Кавказа и Исландии.

Результаты исследования трехмерного скоростного строения среды, полученные за последние годы.

На основе сейсмологических данных региональной сети Камчатки изучено поле скоростей в районе Северной группы вулканов. Впервые исследована динамика изменения скоростного поля в области Карымского вулканического центра (район исследование – рис.1). Сейсмические события, имевшие место в этом районе в 1996 г., позволили не только построить скоростные модели среды V p , V s и V p /V s , но и проследить динамику их изменения в пространстве и времени, отражающую развитие сейсмического и вулканического процессов. Выявлены низкоскоростные зоны, ассоциируемые нами с областями питания вулканов в период их активизации. Для этих же областей характерны низкие значения Vp / Vs . На рисунках приведен пример вертикального сечения поля скоростей Vp (рис.2), Vs (рис.3) и Vp / Vs (рис.4), иллюстрирующий это утверждение.

Для изучения скоростного строения Исландии построены вертикальные сечения поля скоростей Vp волн вдоль двух перпендикулярных направлений в верхней части коры северной Исландии. Использованы данные мощного роя слабых землетрясений этого района, зарегистрированные Исландской геофизической службой.

Продолжаются расчеты динамики скоростного поля в очаговой области сильного М=7.8 Кроноцкого землетрясения (Камчатка, декабрь 1997 г .).

 

Тема 2

Разработка алгоритмов и программ кинематического метода долго- средне- и краткосрочного прогноза сильных землетрясений (извержений вулканов).

В основе разработанного метода лежат сейсмологические наблюдения, осуществляемые сетью сейсмических станций региона исследования при регистрации слабых местных землетрясений. Единственным условием работы метода является непрерывная регистрация сейсмическими станциями местных землетрясений и оперативная (близкая к реальному времени) обработка и передача данных наблюдений для осуществления расчетов.

Предпосылкой метода являются представления о направленных изменениях, происходящих в среде в период подготовки сильного землетрясения. Наблюдая дисперсию отношения Ts / Tp (параметр TAU ) в пространстве и времени, и проводя анализ флуктуаций относительно долговременного среднего (в конкретном сейсмоактивном регионе), можно выявить временной интервал, где значения флуктуаций максимальны, а, проводя картирование параметра по площади оконтурить аномальную зону.

На этой основе разработан алгоритм и программа расчета прогностических кривых.

Результаты выявления краткосрочного предвестника в период подготовки сильных землетрясений, полученные за последние годы.

Из ретроспективного анализа установлено, что кинематический предвестник в средне – и краткосрочном варианте предваряет сильное событие в интервале времени от 1 суток до 15 – 25 дней в зависимости от расстояния очаг-станция.

Предвестник выявлен при подготовке событий разного масштабного уровня, от горного удара в шахтах, извержения вулкана до сильного землетрясения.

Разработанные программы расчетов имеют удобный для пользователя интерфейс (рис.5). На приведенных рисунках показаны результаты расчетов прогностических кривых в периоды подготовки и реализации ряда сильных землетрясений (ретроспективный вариант): Спитакского 1988 г. М=6.8 на Кавказе (рис.6); в Камчатской сейсмоактивной зоне – Кроноцкого М=7.8 1997г. (рис. 7).

В течение последних пяти лет проводится мониторинг в оперативном режиме (близком к реальному времени) с передачей результатов расчетов и заключений в Региональные Центры прогноза и Центр мониторинга МЧС РФ. Результаты выявления и реализации аномалий в оперативном режиме приведены на рис 8.

Пример картирования по площади для выявления аномальной зоны при использовании параметра в долгосрочном аспекте показан на рис 9.