Введение к работе
Актуальность работы. Изучение сейсмического процесса, т.е. распределение разных по силе землетрясений в пространстве и во времени является одним из важнейших в сейсмологии. D. В. Ризничен-ко, уделяввий большоэ внимание исследованию сейсмического режима, отмечал, что одной из главных задач оценки сейсмической опасности является изучение взаимосвязей землетрясений в ходе сейсмического процесса.
В настоящее время многообразие подходов и методов позволило достаточно хорово изучить некоторые пространственно-временные и энергетические особенности сейсмического режима. Однако всякое новое исследование закономерностей сейсмического процесса представляет практическую ценность, прежде всего для сейсморайониро-вання н оценки сейсмической опасности.' Поиск новых пространственно-временных закономерностей позволяет углубить нави представления о процессе подготовки сильных землетрясений.
Накопленный в ряде регионов материал предоставляет возможность исследовать различные параметры распределения землетрясений. Одним из объектов изучения являются группы землетрясений. Изучение особенностей их распределения может послужить экспериментальной основой для более глубокого понимания природы сейсмичности, помогает ревать прогностические задачи.
Значимые отклонения от^оновой сейсмичности в период" подготовки сильного землетрясения отмечались рядом авторов (Гоцадзе, Кенлис-Борок в др.", Лукк, Рыкунов ж др.. Смирнов, . Татевосян. Шебалин, Уломов,- Федотов, Kanamori, UcNally, Uogi. ' RikitaKe, wyes). Проведенные лабораторные и модельные исследования (Мячкин др.. Соболев. Виноградов) подтверждают наличие в последовательностях землетрясение роев и зативий, предваряющих сильные события.
При анализе сейсмичности возникает проблема выделения в обвей потоке сейсмических событий активных и неактивных периодов. Одним из подходов к такому разделению является анализ закономерностей группирования (Боровик, Каток, Мирзоев а др., Прозоров. Vere-Jones), когда объектами изучения становятся не столько отдельные землетрясения, сколько пространственно - временные кластеры (группы).
Вопрос о тон. являются ли землетрясения связанными или изо-аированныни. упирается в соотновение метрик пространства и вре-
пени сейсмичности (Шебалин и др. ). Эта проблема является сегодня одной из наибо_лее важних и перспективных на пути создания единой модели сейсмичности.
Исследование явления группирования землетрясения можно условно разделить на: 1) группирование сейсмических событий в пространстве, часто за достаточно продолжительный период времени; 2) группирование землетрясений во времени (для заранее выбранной области). Классический пример - эмпирический закон Омори, описывающий убывание интенсивности афтершоков; 3) пространственно-временное группирование событий, когда скопление землетрясений выделяется как группа "близких" друг к другу толчков в пространстве и во времени.
В данной работе нас интересовал, в первую очередь, анализ пространственно-временной группируемости "слабых" толчков как отражение реального физического явления - накопления и концентрации в коре тектонических напряжений в период подготовки и возникновения сильных землетрясений.
Информационную основу работы составляют данные каталога землетрясений Кавказа за период с 1962 г. по 1990 г.
Цель работы.
Разработать методические основы и провести анализ пространственно-временного группирования сейсмических событий перед сильными землетрясениями с целью поиска общих закономерностей;
Проверить возможность использования (для этой задачи) новой модели группы землетрясения.
Задачи работы.
-
Исследование существующих подходов к анализу группируемости землетрясений.
-
Выбор и обоснование модели группы землетрясений. Получение усредненных параметров модели для Кавказского региона.
-
Разработка алгоритмов и программ, необходимых для исследования свойств группирующихся землетрясений.
-
Разработка методики анализа группируемости землетрясений с использованием предлагаемой модели группы и метода визуализацш сейсмических каталогов.
-
Исследование вариаций группируемости сейсмических собьітиі перед сильными землетрясениями Кавказа за 1962 - 1990 гг.
-
Изучение особенностей группируемости слабых толчков в период подготовки сильных землетрясений Джавахетского нагорья. .
- 5 -'
Защищаемые положения.
1. Подтверждена пригодность предложенной модели группы сейсмических событий для анализа свойств группируемоети землетрясений.
-
Установлено, что процесс подготовки сильных землетрясений характеризуется исчезновением групп за несколько лет перед сильным толчком.
-
Отмеченное исчезновение групп сейсмических событий в период подготовки сильного землетрясения целесообразно изучать как пространственно-временной параметр наряду с другими параметрами сейсмического режима.
-
Предложен вариант пространственно-временной структуры сейсмичности Джавахетского нагорья.
Научная новизна. 1) В работе впервые сформулирована и применена методика анализа группирующихся землетрясений, основанная на реализации новой модели группы событий и метода визуализации сейсмических каталогов. 2) Изучены в рамках предложенной методики особенности пространственно-временного группирования землетрясений перед сильными толчками, что позволило установить резкое уменьшение вплоть до полного исчезновения групп землетрясений в период подготовки и возникновения сильных землетрясений. (Это явление условно было названо автором "затишьем no группиру-емости"). 3) На примере землетрясений Джавахетского нагорья проведен анализ пррстранственно-временной структуры сейсмичности и получены характерные изменения процесса группируемости в ходе подготовки сильных землетрясений.
Практическая ценность. Полученные результаты могут Сыть использованы для выявления пространственно-временных особенностей сейсмического режима на разных масштабных уровнях при оценке сейсмической опасности.
Результаты исследования имеют важное значение для понимания природы сейсмического процесса и создают качественную основу для совершенствования моделей подготовки землетрясений.
Разработанное программное обеспечение создает практическую основу для реализации методики анализа группируемости сейсмических событий применительно к задаче прогноза землетрясений.
Предложена схемл оценки пространственно-временной структуры зейсмичностя Джавахетского нагорья, отличающегося повышенным уровнем сейсмической активности и частым возникновением ощутимых
землетрясений.
Аппробация работы. Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в опубликованных статьях и тезисах, докладывались и обсуждались на: IV и V Всесоюзных конференциях-конкурсах молодых ученых "Актуальные проблемы геофизики* (г.Звенигород, 1988 - работа удостоена I-II премии, г. Переславль - За-лесский, 1990), на научной сессии "Спитакское землетрясение" (г.Тбилиси, 1989), на V научной сессии "Физика очага землетрясений" (г.Звенигород, 1989), Конференции молодых ученых Института сейсмологии АН Кирг. ССР (г. Фрунзе, 1989), на Международноі конференции молодых ученых Болгарии и СССР (г. София, 1989), а также на XXI и XXII Генеральных Ассамблеях ЕСК (г. София, 1988; г.Барселона, 1990), на XX Генеральной Ассамблее НГГС (г. Вена, 1991), на Международной конференции по прогнозу землетрясение (г. Страсбург, 1991).
Основные результаты работы изложены в 18 публикациях и тезисах докладов (из них - 2 в печати).
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Основное содержание работы изложено на ітг страницах машинописного текста, содержит За рисунков, 40 таблиц. Список литературы включает fjQ наименования.