Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Геология -> Пузырев Н.Н. -> "Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию " -> 53

Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.

Пузырев Н.Н. Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию — Нвс.:НИЦ ОИГГМ, 1997. — 301 c.
Скачать (прямая ссылка): metodiiobseysisled1997.djvu
Предыдущая << 1 .. 47 48 49 50 51 52 < 53 > 54 55 56 57 58 59 .. 187 >> Следующая

А. Исходные предпосылки здесь в целом остаются такими же, как рассмотренные для объемной волны, с учетом того, что ?Л обратно пропорциональна первой степени А. Окончательная формула для импульса произвольной формы и длительностью t имеет вид
E = An^pvAe"* X aff4t. (5.6)
Энергия землетрясений выражается в эргах либо джоулях, причем Ig = К, где А" — энергетический класс землетрясения. Величина К вычисляется только для близких землетрясений с эпицентральными расстояниями до 1500 км. На практике нередко вместо непосредственного использования приведенных формул расчеты проводятся по эмпирическим зависимостям. При этом величина К относится к поверхности референц-сферы с радиусом 10 км от гипоцентра. Последнее условие, естественно, приводит к ограничению рассчитанных величин К приблизительно до 15.
Энергетические оценки M и К не являются полностью независимыми и корреляционно связаны между собой. Среди большого количества таких соотношений, полученных при различных выборках, наиболее часто используется следующая зависимость:
А" = 4 + 1,8М. (5.7)
Попутно отметим, что интенсивность I0 в эпицентральной зоне также связана с магнитудой. Так, например, часто используется уравнение вида
I0 = 1,5M- 3,5 Ig А + 3,0 , <5.8)
где А в км.
Приведенные зависимости (5.7) и (5.8) имеют достаточно высокий коэффициент корреляции — порядка 0,9.
Важной характеристикой очага являются его размеры и связь последних с энергетическими показателями. Естественно ожидать, что чем больше выделяемая энергия, тем больше размеры очага землетрясения. По имеющимся оценкам, которые нельзя считать строгими, размеры очага (гипоцен-тральная область) для слабых толчков, по-видимому, не превышают нескольких тысяч кубических метров. О размерах очень крупных, особенно катастрофических, землетрясений можно судить по наблюдаемым при этом разрывам сплошности земной поверхности, которые нередко протягиваются на сотни километров. В этом случае, скорее всего, следует говорить не столько об объеме гипоцентральной области, сколько о линейных размерах нарушений. В этих ситуациях затруднительно строго определить центральную точку очага (гипоцентр) и проекцию ее на земную поверхность (эпицентр).
Центральная проблема очаговой сейсмологии — причины возникновения землетрясений и механизм их очагов. К настоящему времени еще нельзя считать указанную проблему достаточно разработанной, несмотря на большое количество публикаций [Костров, 1975; Сейсмический риск..., 1981; Аки, Ричарде, 1983; Болт, 1984; Веденская, 1984].
По существующим в настоящее время представлениям возникновение землетрясений связано с геодинамическими процессами, происходящими в мантии и земной коре до глубин порядка 700— 800 км. В этой оболочке, особенно в верхних ее частях, т. е. литосфере, существует режим нестабильности, вызванный неоднородностью теплового поля, неравномерностью вращения Земли, деформацией тела планеты за счет сложной периодичности лунно-солнечного притяжения и др. Теоретически доказывается, что в верхней оболочке Земли происходит медленная циркуляция вещества вдоль определенных контуров. Указанные процессы вследствие их сложной зависимости от времени и координат пространства создают в определенные моменты в локальных областях зоны концентрации напряжений. В некоторый момент времени напряжение достигает критической величины, превосходящей предел прочности горных пород, в результате чего происходит быстрое перемещение масс.
Распространенной концепцией возникновения землетрясений, особенно в западных странах, является объяснение данного феномена с позиции тектоники плит [Сейсмический риск..., 1981; Болт, 1984]. Кратко такая концепция сводится к тому, что плиты в процессе своего неравномерного субгоризонтального движения (как поступательного, так и вращательного) с различными скоростями создают зоны концентрации напряжений. Землетрясения возникают как результат динамического раскола плит на более дробные фрагменты, а также быстрого дробления (обломы) при столкновении плит различной степени устойчивости.
83
Часть II. Очаговая сейсмология
Если говорить о механизме очага, то следует считать доказанным, что его нельзя рассматривать как центр давления, например, взрыва, так как в этом случае в любой точке вокруг источника, в том числе на поверхности Земли, наблюдалась бы только продольная волна сжатия. Кроме того, при сферическом источнике не должны наблюдаться столь устойчивые и интенсивные поперечные волны, которые повсюду отмечаются при землетрясениях. Еще в 20-х годах нашего столетия японскими учеными установлено, что направления вступлений первой продольной волны не остаются постоянными в различных азимутах от очага. Иначе говоря, сейсмографы регистрируют как волны сжатия, так и волны разрежения. Теоретические расчеты показывают, что это возможно в том случае, если источник представляет собой скалывание двух блоков по некоторой поверхности, которую можно в первом приближении считать плоскостью. Процесс происходит в виде вспарывания шва с наличием как вертикальных, так и горизонтальных подвижек (дислокаций). При этом скорость вспарывания шва не может превышать скорости распространения поперечных волн в среде. Отметим, что вертикальные и горизонтальные подвижки в эпицентральной зоне часто можно наблюдать при землетрясениях с магнитудой порядка 7,5—8,0 и выше. В процессе таких подвижек вдоль плоскостей, разделяющих блоки земной коры, за счет сил сухого трения возникают напряжения, которые можно имитировать в виде двух ортогональных пар сил без момента, причем одна из пар отображает сжимающие усилия, другая — растягивающие. Эти силы направлены под углом 45° к плоскости разрыва (главные оси напряжений), проекция которой совпадает с осью oz. Именно при такой модели очага, если провести из центра площадки разрыва сферу и разделить ее двумя плоскостями, совпадающими с координатными плоскостями yoz и xoz, то эти направления укажут местоположения нодальных плоскостей, разделяющих вступления Я-волн различных знаков. Положение нодальных линий на поверхности Земли еще не дает полной информации о направлении в пространстве сжимающих и растягивающих усилий. Для этого необходимо знать направление разрыва, которое определяется как по инструментальным данным, так и по макросейсмическим наблюдениям (подробно по данному вопросу см. [Костров, 1975; Веденская, 1984]).
Предыдущая << 1 .. 47 48 49 50 51 52 < 53 > 54 55 56 57 58 59 .. 187 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed