| Резюме PDF RUS. .PDF ENG | Полный текст PDF RUS |
Резюме. На основе опубликованных и авторских результатов физического моделирования процессов формирования зон разломов выявлены общие закономерности их структурно-динамического развития. Эти закономерности положены в основу авторской тектонофизической модели очага землетрясения, с вытекающим из нее предвестником. В качестве такого предвестника выступает процесс деформационной самоорганизации активных сегментов в очаге готовящегося землетрясения. Показано, что этот процесс поддается превентивной диагностике по данным деформационного и сейсмического мониторинга. Он проявляется в виде низкочастотных автоволновых колебаний непосредственно перед сейсмическим событием во временном интервале от первых дней до первых часов, что позволяет отнести его к краткосрочным.
Ключевые слова:
зона разлома, сегментация, тектонофизическая модель, очаг тектонического землетрясения, самоорганизация, предвестники
Для цитирования: Борняков С.А., Добрынина А.А., Пантелеев И.А., Саньков В.А., Салко Д.В., Встовский Г.В., Мирошниченко А.И., Шагун А.Н., Синцов А.Е., Каримова А.А. Тектонофизическая модель очага тектонического землетрясения. Геосистемы переходных зон, 2024, т. 8, № 4, с. 313–327.
https://doi.org/10.30730/gtrz.2024.8.4.313-327, https://www.elibrary.ru/xhqjfo
For citation: Bornyakov S.A., Dobrynina A.A., Panteleev I.A., Sankov V.A., Salko D.V., Vstovsky G.V., Miroshnichenko A.I., Shagun A.N., Sintsov A.E., Karimova A.A. Tectonophysical model of the tectonic earthquake focus. Geosistemy perehodnykh zon = Geosystems of Transition Zones, 2024, vol. 8, No. 4, pp. 313–327. (In Russ., abstr. in Engl.).
https://doi.org/10.30730/gtrz.2024.8.4.313-327, https://www.elibrary.ru/xhqjfo
Список литературы
1. Гамбурцев Г.А. 1955. Состояние и перспективы работ в области прогноза землетрясений. Бюллетень Совета по сейсмологии АН СССР, 1: 7–14.
2. Певнев А.К. 2015. Прогноз землетрясений возможен (о месте геодезических исследований в решении проблемы прогноза землетрясений). Ч. 1. Г.А. Гамбурцев и возможность прогнозирования землетрясений. Пространство и время, 4 (22): 195–201.
3. Geller R.J., Jackson D.D., Kagan Y.Y., Mulargia F. 1997. Earthquakes cannot be predicted. Science, 275(5306): 1616?1619. https://doi.org/10.1126/science.275.5306.1616
4. Wyss M. et al. 1997. Cannot earthquakes be predicted? Science, 278: 487–488. https://doi.org/10.1126/science.278.5337.487
5. Богомолов Л.М., Сычева Н.А. 2022. Прогноз землетрясений в XXI веке: предыстория и концепции, предвестники и проблемы. Геосистемы переходных зон, 6(3): 145–182. https://doi.org/10.30730/gtrz.2022.6.3.145-164.164-182; https://www.elibrary.ru/nhwrt
6. Короновский Н.В., Захаров В.С., Наймарк А.А. 2019. Краткосрочный прогноз землетрясений: реальность, научная перспектива или проект-фантом? Вестн. Московского ун-та. Серия 4, Геология, 3: 3–12. https://doi.org/10.33623/0579-9406-2019-3-3-12
7. Cicerone R.D., Ebel J.E., Britton J. 2009. A systematic compilation of earthquake precursors. Tectonophysics, 476: 371–396. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2009.06.008
8. Кондепуди Д., Пригожин И. 2002. Современная термодинамика: от тепловых двигателей до диссипативных структур. М.: Мир, 460 с. (Пер. с англ.).
9. Хакен Г. 1980. Синергетика. М.: Мир, 404 с.
10. Mandelbrot B.B. 1982. The fractal geometry nature. N.Y.: Freeman, 480 p.
11. Шустер Г. 1988. Детерминированный хаос. Введение. М.: Мир, 240 с
12. Нелинейная геодинамика. 1994. Под. ред. Ю.М. Пущаровского. М.: Наука, 192 с.
13. Пущаровский Ю.М. 1998. Геологическое выражение нелинейных геодинамических процессов. Геотектоника, 1: 3–14.
14. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г. Писаренко В.Ф. 1982. О свойстве дискретности горных пород. Изв. АН СССР. Физика Земли, 12: 3–18.
15. Crampin S., Gao Y. 2013. The new geophysics. Terra Nova, 25(3): 173–180. https://doi.org/10.1111/ter.12030
16. Kagan Y.Y. 1994. Observational evidence for earthquakes as nonlinear dynamic process. Physica D, 77(4): 160–192.
17. Bak P., Tang C. 1989. Earthquakes as a self-organized critical phenomenon. Journal of Geophysical Research, 94(B11): 15635–15637. https://doi.org/10.1029/JB094iB11p15635
18. Ito K., Matsuzaki M. 1990. Earthquakes as self-organized critical phenomena. Journal of Geophysical Research, 95(B5): 6853–6860. https://doi.org/10.1029/JB095iB05p06853
19. Olami Z., Feder S., Christensen K. 1992. Self-organized criticality in a continuous, nonconservative cellular automaton modeling earthquakes. Physical Review Letters, 68(8): 1244–1247. https://doi.org/10.1103/physrevlett.68.1244
20. Sornette D. 2000. Critical phenomena in natural sciences. Chaos, fractals, self-organization and disorder: Concepts and tools. Heidelberg: Springer-Verlag, 423 p. https://doi.org/10.1007/978-3-662-04174-1 (Springer Ser. Synerg.).
21. Zoller G., Hainzl S., Kurths J. 2001. Observation of growing correlation length as an indicator for critical point behavior prior to large earthquakes. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 106: 2167–2176. https://doi.org/10.1029/2000jb900379
22. Литовченко И.Н. 2021. О типах очагов землетрясений, их модели и формирование. URL: http://sciteclibrary.ru›texsts/rus/stat/st4977.pdf
23. Пантелеев И.А., Наймарк О.Б. 2014. Современные тенденции в области механики тектонических землетрясений. Вестник Пермского научного центра, 3: 44–62.
24. Гольдин С.В. 2005. Макро- и мезоструктуры очаговой области землетрясения. Физическая мезомеханика, 8(1): 5–14. EDN: HQTWHN
25. Гзовский М.В. 1957. Тектонофизическое обоснование геологических критериев сейсмичности. Изв. АН СССР. Сер. геофизическая, 2: 141–160.
26. Горшков Г.П. 1984. Региональная сейсмотектоника территории юга СССР (Альпийский пояс). М.: Наука, 272 с.
27. Тулиани Л.И. 1999. Сейсмичность и сейсмическая опасность: на основе термодинамических и реологических параметров тектоносферы. М.: Научный мир, 216 с.
28. Ребецкий Ю.Л. 2007. Состояние и проблемы теории прогноза землетрясений. Анализ основ с позиции детерминированного подхода. Геофизический журнал, 29(4): 92–110.
29. Шерман С.И. 2014. Сейсмический процесс и прогноз землетрясений: тектонофизическая концепция. Новосибирск: Гео, 359 с.
30. Bath M., Duda S.J. 1964. Earthquake volume, fault plane area, seismic energy, strain, deformation and related quantities. Annals of Geophysics, 17(3): 353–368. https://doi.org/10.4401/ag-5213
31. Дещеревский А.В., Лукк А.А., Сидорин А.Я. 2003. Флуктуация геофизических полей и прогноз землетрясений. Физика Земли, 4: 3–20.
32. Кочарян Г.Г. 2010. Разломная зона как нелинейная механическая система. Физическая мезомеханика, 13 (Спец. вып.): 5–17. EDN: NQXHWN
33. Кузнецов О.Л. 1981. Нелинейная геофизика. В кн.: Вопросы нелинейной геофизики. М.: ВНИИЯГГ, с. 3–14.
34. Кузнецов О.Л. (ред.). 1981. Вопросы нелинейной геофизики. М.: ВНИИЯГГ, 187 с.
35. Пантелеев И.А., Плехов О.А., Наймарк О.Б. 2011. Некоторые автомодельные закономерности развития поврежденности при квазихрупком разрушении твердых тел. Вычислительная механика сплошных сред, 4(1): 90–100.
36. Родкин М.В. 2011. Модель сейсмического режима как совокупности эпизодов лавинообразной релаксации, возникающих на множестве метастабильных подсистем. Физика Земли, 11: 18–26. EDN: OJGOOR
37. Соболев Г.А., Пономарев А.В. 2003. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 269 с.
38. Тюпкин Ю.С. 2004. Формирование потенциального очага землетрясения: аналогия с фазовым переходом. Вычислительная сейсмология, 35: 296–311.
39. Brace W.F., Byerlee J.D. 1966. Stick-slip as a mechanism for earthquake. Science, 153: 990–992. https://doi.org/10.1126/science.153.3739.990
40. Goebel T.H.W., Becker T.W., Schorlemmer D., Stanchits S., Sammis C., Rybacki E., Dresen G. 2012. Identifying fault heterogeneity through mapping spatial anomalies in acoustic emission statistics. Journal of Geophysical Research, 117(B03310). https://doi.org/10.1029/2011JB008763
41. Goebel T.H.W., Candela T., Sammis C.G., Becker T.W., Dresen G., Schorlemmer D. 2014. Seismic event distributions and off-fault damage during frictional sliding of saw-cut surfaces with pre-defined roughness. Geophysical Journal International, 196: 612–625. https://doi.org/10.1093/gji/ggt401
42. Jin М.J., Sherman S.I., Guo Y.S. 2012. Identification of meta-instable stress state based on experimental study of evolution of the temperature field during stick-slip instability on a 5o bending fault. Science China Earth Sciences, 55: 869–881. https://doi.org/10.1007/s11430-012-4423-2
43. Дзинь М., Яншуань Г., Шерман С.И. 2014. Ускоренный синергизм вдоль разлома: возможный индикатор неизбежного крупного землетрясения. Геодинамика и тектонофизика, 5(2): 387–399. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-2-0134
44. Борняков С.А., Семинский К.Ж., Буддо В.Ю., Мирошниченко А.И., Черемных А.В., Черемных А.С., Тарасова А.А. 2014. Основные закономерности разломообразования и их прикладные следствия: по результатам физического моделирования. Геодинамика и тектонофизика, 4: 823–861.
45. Борняков С.А., Пантелеев И.А., Черемных А.В., Каримова А.А. 2018. Экспериментальное исследование периодической активизации разлома в сейсмической зоне. Геодинамика и тектонофизика, 9(3): 653-670. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-3-0366
46. Каримова А.А., Борняков С.А. 2020. Эволюция разрывной структуры сдвиговой зоны как периодический процесс (по результатам физического моделирования). Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле, 33: 44–52. https://doi.org/10.26516/2073-3402.2020.33.44
47. Sutton M.A., Orteu J.J., Schreier H.W. 2009. Image correlation for shape, motion and deformation measurements: Basic concepts, theory and applications. Springer, 316 p.
48. Шерман С.И., Борняков С.А., Буддо В.Ю. 1983. Области динамического влияния разломов (результаты моделирования). Новосибирск: Наука, 112 с.
49. Шерман С.И., Семинский К.Ж., Борняков С.А и др. 1991. Разломообразование в литосфере: зоны сдвига. Новосибирск: Наука, 261 с.
50. Семинский К.Ж. 2003. Внутренняя структура континентальных разрывных зон: тектонофизический аспект. Новосибирск: ГЕО, 244 с.
51. Ребецкий Ю.Л. 2007. Состояние и проблемы теории прогноза землетрясений. Анализ основ с позиции детерминистского подхода. Геофизический журнал, 29(4): 92–110. https://disk.yandex.ru/d/SMrTgPXpqS744Q
52. Ребецкий Ю.Л. 2007. Новые данные о природных напряжениях в области подготовки сильного землетрясения. Модель очага землетрясения. Геофизический журнал, 29(6): 92–110.
53. Борняков С.А. 1990. Количественный анализ параметров разномасштабных сдвигов. Геология и геофизика, 10: 34–42.
54. Борняков С.А., Встовский Г.В. 2010. Первый опыт сейсмодеформационного мониторинга Байкальской рифтовой зоны (на примере Южно-Байкальского землетрясения 27 августа 2008 г.). Доклады РАН, 431(4): 537–541. EDN: LOKDND
55. Борняков С.А., Мирошниченко А.И., Встовский Г.В., Синцов А.Е., Салко Д.В. 2022. Новый подход к прогнозу сильных землетрясений в Южном Прибайкалье на основе данных мониторинга деформаций горных пород: методология и результаты. Geodynamics & Tectonophysics, 13(2): 0588. https://doi.org/10.5800/GT-2022-13-2-0588
56. Борняков С.А., Добрынина А.А., Семинский К.Ж., Саньков В.А., Радзиминович Н.А., Салко Д.В., Шагун А.Н. 2021. Быстринское землетрясение в Южном Прибайкалье (21.09.2020 г., Mw = 5.4): общая характеристика, основные параметры и деформационные признаки перехода очага в метанестабильное состояние. Доклады РАН. Науки о Земле, 498(1): 86–90. https://doi.org/10.31857/S2686739721050042
57. Борняков С.А., Добрынина А.А., Шагун А.Н., Саньков В.А., Салко Д.В, Мирошниченко А.И., Встовский Г.В., Синцов А.Е. 2023. О подобии деформационных процессов перед ледовыми ударами и тектоническими землетрясениями. Доклады РАН. Науки о Земле, 509(2): 243–249. https://doi.org/10.31857/S2686739722602903
58. Добрынина А.А., Саньков В.А., Борняков С.А., Король С.А., Саньков А.В. 2023. Аномалии микросейсмических шумов в связи с Кударинским землетрясением 9 декабря 2020 г. с Мw= 5.6 в Байкальской впадине. Доклады РАН. Науки о Земле, 509(1): 74–80. https://doi.org/10.31857/S2686739722602733
59. Braginskaya L.P., Grigoryuk A.P., Kim M. 2024. Application of machine learning methods to the problem of identifying earthquake precursors in the Baikal Region. In: Marchuk Scientific Readings: Theses of the International Conference, October 7–11, 2024. Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics SB RAS, p. 121.