Файл: Уломов, В. И. Динамика земной коры Средней Азии и прогноз землетрясений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 109

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Как видно,

оба выражения

практически

не отличаются друг

от друга; С и С, — постоянные

величины.

суммируются

по сут­

На графике

(рис. 47 а) величины ] / £

кам. Наиболее

сильные — 6—7-балльные афтершоки на

графике

помечены датами. Если не принимать во внимание сейсмический эффект на поверхности земли, а иметь в виду лишь энергетичес­ кие характеристики очагов (чему соответствует график Беньоффа), можно обнаружить закономерности в изменении сейсмической ак­ тивности. Так, активизация очаговой области происходила через логарифмически равные интервалы времени (римские цифры на

рисунке

47 а). В последовательности афтершоков периоды акти­

визации

изменялись примерно от 2 суток в начале

процесса до

300 суток к его концу.

 

Как

правило, повторные толчки с Л’^ 9 предварялись форшо­

ками и

вызывали затухающую серию вторичных

афтершоков.

Форшокам предшествовало относительное зѴгишье сейсмической активности продолжительностью от одних суток в период интен­ сивной трехмесячной деятельности очага и до 15—20 дней в тече­ ние первого года после основного землетрясения.

На протяжении двух следующих лет интервалы затишья из­ менялись примерно от 20 до 60 суток. Наиболее продолжительное затишье характерно для зимних месяцев, а максимальная акти­ визация приходится на весну.

В результате анализа сейсмического эффекта установлено, что при одновременном уменьшении глубины залегания очагов афтер­ шоков примерно на 2 км, а сейсмической энергии почти на по­ рядок, сотрясения в плейстосейстовой области практически со­ храняют свою интенсивность. Из-за небольшой глубины залега­ ния очагов повторных толчков даже средних энергетических клас­ сов = 10—11) сотрясения в эпицентре оказывались значитель­ ными. На графиках накопления условных деформаций эти афтер­ шоки скрадывались (сравните, например, 24.Ѵ и 5.ѴІ на рис. 47 а я б).

М и г р а ц и я п о в т о р н ы х т о л ч к о в

Нами выявлены особенности (Уломов, Уломова, 1971) ми­ грации и осцилляции очагов повторных толчков Ташкентского землетрясения 1966 г. Это явление в дальнейшем успешно исполь­ зовалось для поиска эпицентральных зон предстоящих афтер­ шоков.

Период осцилляции эпицентров афтершоков изменялся при­ мерно от 1—3 месяцев в начале до 6—7 месяцев в конце первого года после главного толчка. Возникновение в марте 1967 т. очагов повторных толчков на левом крыле разрыва резко изменило мо­ нотонность увеличения цикла осцилляции. Период перемещения очагов афтершоков сократился до 2—3 месяцев, а затем вновь значительно увеличился.

162


Явление миграции хорошо видно на пространственно-времен­ ном графике сейсмического режима афтершоков (рис. 48). Все наиболее уверенные эпицентры повторных толчков спроектирова­ ны на продольный (а) профиль юго-восточного простирания, ор­ тогональный (б) северо-восточного простирания и одновременно

J

5

/668 г.

1967г.

О о О О7 .

£7/ К:і0 к'~9 к"8

Рис. 48. Пространственно-временные графики сейсмического режима: а—продольный профиль, б—поперечный. По оси ординат отложено вре­ мя t (месяцы). В верхней части рисунка масштаб сжат.

развернуты во времени (ось ординат). Протяженность продоль­ ного профиля — 7 км, поперечного — 6 км. Перемещения эпицент­ ров наблюдаются как вдоль главного разрыва, так и поперек его.

Осцилляция очагов афтершоков по глубине показана на ри­ сунке 49. Рассматривая рисунки 48 и 49, можно выявить полную пространственно-временную картину перемещения очагов пов­ торных толчков.

В момент основного толчка 26 апреля 1966 г. первоначальный разрыв пород возник на глубине 8 км и распространился в сто­ рону дневной поверхности до глубины 2 — 3 км. Сразу же после землетрясения почти весь этот интервал глубин начинает

163

заполняться очагами очень слабых, едва

ощутимых

афтер­

шоков.

афтершоков перемещаются

с 8.V 1966

г. (/<=

Очаги сильных

10—11) в течение,

месяца

в направлении юго-восток, от

глубины

І1= 5—7 км до Іі = 3—4 км

(афтершок 24.Ѵ 1966 г. с /С== 10—11).

Затем некоторое время глубина залегания очагов уменьшается и появляется тенденция движения в обратном направлении (афтер­ шок 5.VI .1966 г.; Дг = 10—11; Іг = 3 км). В плане перемещение .про­ исходит по дугообразной траектории по часовой стрелке. Гипо­ центр очередного толчка 29.ѴІ 1966 (/<=10—11, А = 4 км) несколь­ ко заглубляется и нарушает направление перемещения последова­ тельности афтершоков. Следующий — более сильный повторный

Рис. 49. Осцилляция гипоцемтроп повторных толчков и сеіісммческміі эффект іій поверхности земли. По оси оодинат вверх отложены баллы толчков, .вниз—

глубина залегания их очагов; по осп абсцисс--время.

толчок 4.ѴІІ 1966 г. (К~ 11, Іі= 3 км) — как бы восстанавливает прежнее направление перемещения и завершает «цикл», распола­ гаясь в плане вблизи эпицентров первых сильных афтершоков. После этого начинается постепенное (в течение семи-восьми ме­ сяцев) заглубление очагов повторных толчков до h = 6 км.

Направление перемещения эпицентров по часовой стрелке со­ храняется в течение трех месяцев, а с октября 1966 г. вплоть до (марта 1967 г. меняется на обратное.

.. Повторным толчком. 24.III 1967 г. (/<=10—11, h = 3—4 км) как бы начинается новый годовой цикл. Относительно резко «всплыв­

шие»

гипоцентры снова начинают

постепенно

заглубляться до

6 -.км,

а в феврале;—марте 1968 г.

их глубины

опять становятся

небольшими -- порядка 3—4 км. После появления очагов афтер­ шоков на левом крыле разрыва (24.III 67 г.) в плане уже не на­

164


блюдается дугообразное перемещение эпицентров повторных толчков. С этого момента происходит как бы перестрелка право­ го и левого крыльев главного разрыва.

Как правило, возникновению относительно крупного повторно­ го толчка в новом месте очаговой области предшествует серия слабых форшоков, появляющихся здесь же незадолго до крупного афтершока.

Связь сейсмического эффекта на поверхности в эпицентраль­ ной области с глубиной залегания гипоцентров афтершоков хо­ рошо видна на рисунке 49. Почти годовая цикличность наблюда: ется и в интенсивности сотрясений.

Таким образом, релаксация упругих напряжений в блоке гор­ ных пород очаговой области Ташкентского землетрясения проис­ ходит не монотонно, а циклично. Распрямление (разуплотнение) деформированных пород осуществляется не в виде простого по­ ступательного перемещения, а как бы путем покачивания из сто­ роны в сторону с последовательным сбрасыванием упругих напря­ жений от участка к участку, в том числе и по глубине. Анало­ гичное явление качания блоков наблюдается и в макрострукту­ рах земной коры. В частности, с ним, по-видимому, связана зако­ номерность в миграции очагов землетрясений в Ферганской доли­ не, Приташкентском районе и Кызылкумах.

Ф о р ш о к и , в т о р и ч н ы е а ф т е р ш о к и и рой п о в т о р н ы х т о л ч к о в

Форшоки могут возникать в случае хрупкого разрыва, ко­ торый, по-видимому, имеет место при повторных толчках. То же самое можно сказать о роях и о слабых землетрясениях с не­ большой глубиной залегания очагов.

Изучение форшоков как предвестников, сильных повторньіх толчков имеет большое значение, так как сильные афтершоки спот собны причинить ущерб, иногда не меньший,1чем основное зем­ летрясение.

Мы составили графики распределения количества толчков в единицу времени до и после наиболее сильных афтершоков (рис. 50)'. При этом сами афтершоки в суммировании не участвовали'. Суммирование производилось по пятичасовым интервалам для пе­ риода повышенной активности и частоты следования друг за другом сильных афтершоков (а) и по суточным интервалам — в относительно более спокойный период (б, в). Сглаживание гра­ фиков осуществлялось скользящим подсчетом с 2,5-часовым и по­ лусуточным перекрытием указанных интервалов' по оси времени

соответственно.

1

■Возникновению всех сильных повторных толчков после абСо: лютного пли относительно ярко выраженного затишья предшёг ствуёт возрастающая серия форшоков. Количество вторичных афтёршоков за сильным пбвторным толчком сразу же возраста1


ет. Уменьшение частоты следования афтершоков второго поряд­ ка происходит значительно быстрее общего затухания всей серии афтершоков.

В общей серии афтершоков наблюдаются роеобразные группы толчков обычно с /С^8. Наиболее характерный рой слабых зем­ летрясений отмечен 28—29 февраля 1968 г., когда в середине по­ луторамесячного затишья в течение одних суток произош­

ли 6 толчков с К = 6—8. Роеобразное увеличение

частоты повторяемости афтер­ шоков возможно и в период повышенной сейсмической ак­ тивности. Так, в промежутке между сильными афтершоками 8 и 10 мая в период продолжи­ тельного спада активности, повидимому, произошло роеоб­

разное

выделение

упругой

энергии

(рис. 50а).

Правда,

Рис. 50.

Распределение

во времени

количества толчков в период силь­ ных (/<=10—12) афтершоков.

о —повторные толчки 8 и 10 мая 1966 г. с не­ большим интервалом времени между иими(1 — 2 суток), пятичасовое скользящее суммирова­

ние;

б —повторные

толчки 24

мая и 5 июня

1966

г., суточное

скользящее

суммирование;

в —повторные толчки 29 нюня и А июля 196G г.Р суточное скользящее суммирование.

здесь может иметь место суперпозиция вторичных афтершоков и форшоков. Более наглядна роеобразная группа толчков, происшед­ ших 25—27 июня 1966 г. (рис. 50 в).

Х а р а к т е р и с т и к и п о в т о р я е м о с т и а ф т е р ш о к о в

Рассмотрим простейшую зависимость: распределение коли­

чества толчков с /C$s5 во

времени

последовательно по

суткам

(рис. 51). В течение первых

100 суток

подсчет толчков

осущест­

влялся ежесуточно (черные

кружки),

а

затем каждые

100

суток

(белые кружки). В последнем случае

среднесуточная

величина

приписывалась середине стосуточного интервала времени.

логариф­

Судя по графикам, зависимость N = N(t) в двойном

мическом масштабе (lg/V,

lg/) в целом

почти прямолинейна. В то

же время сравнительно четко выделяются три примерно логари­ фмически равных интервала времени, для которых аппроксима­ ция зависимости N — N(t) может быть иной.

Сразу же после основного землетрясения в течение первых

166


10 суток наблюдается монотонное уменьшение ежесуточного коли­ чества повторных толчков по закону

 

 

N(t) = 0,1-Ю3 -t -1,20

 

 

 

 

(79)

Стоит обратить внимание на две отскочившие вниз точки, со-

ответствующие затишью 5 и 6

мая. Четкая

зависимость количе­

 

 

 

 

ства толчков

одной

и тон

 

 

 

 

же

 

величины

 

(К = 5—7)

 

 

 

 

вдруг изменилась. Поток уп­

 

 

 

 

ругой

энергии

очаговой

об­

 

 

 

 

ласти уменьшился. И затем

 

 

 

 

вслед за форшоками 8 мая

 

 

 

 

возник первый

из

наиболее

 

 

 

 

сильных афтершоков

(К =

 

 

 

 

= П).

Далее

последовали

 

 

 

 

крупнейшие повторные толч­

 

 

 

 

ки

ІО

мая

(/( = 12

и

II),

 

 

N(t)-3W 0t

резко

увеличившие

количе­

 

 

 

 

ство афтершоков

и заметно

 

 

 

 

изменившие

закон

зату­

 

 

 

 

хания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

Вплоть до землетрясений

Ц05 2 j s

 

 

 

июня

(/С = 10—П)

и

 

т га jo so loo гоозооsoo і сутки

4 июля (/(= П)

затухание

Рис. 51. Изменение количества повторных

величины N(t)

происходит

значительно

быстрее

и опи­

толчков N

по времени t (порядковый но­

мер суток)

после основного землетрясения.

сывается уравнением

 

 

 

 

N(t) = 3,3-ІО3 •t -1,84

 

 

 

 

 

(80)

Крупные повторные толчки 24 мая и 5 июня энергетического

класса /(=10—11 в режим затухания искажений

почти не внес­

ли. Однако после афтершоков 29 июня

(/(=10—11)

и особенно

4 июля (/(=11) среднесуточное количество

толчков

вновь увели­

чивается, а убывание величины

N (t)

несколько уменьшается,

хо­

тя и остается больше, чем в первом интервале (79)

 

 

 

 

 

 

 

А' (/) = 3,7 • Ю3

.

 

 

 

 

(81)

Обычно

показатель степени

у t

для

афтершоков

различных

землетрясений изменяется от 0,8 до 1,5. Таким образом, в целом угол наклона графика lg N (lg/) удовлетворяет этим значениям величин. Исключение составляет примерно стосуточный интервал времени после самого крупного повторного толчка (/(=12).

Несмотря на эти и другие особенности сейсмического режима, толчки каждого энергетического класса хорошо распределяются по прямой линии графика повторяемости с угловым коэффициен­ том у = 0,43. Его значение совпадает с величиной, характерной

167