Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Обычно предполагается, что афтершоковый процесс может быть при любой величине землетрясения, хотя доказать это с полной определенностью трудно, в том числе из-за ограниченной чувствительности аппаратуры. Попутно отметим, что достаточно сильные афтершоки порождают афтершоки второго порядка. Как и при обычном (фоновом) процессе, афтершоки могут быть различной силы, т. е. распределяться в соответствии с законом повторяемости (см. ниже). Чаще всего афтершоки большой интенсивности появляются через относительно короткие интервалы после главного толчка. Вместе с тем, даже наиболее сильные афтершоки всегда меньше по энергии, чем порождающее их землетрясение.
, Важным вопросом в проблеме афтершоков является связь местоположения гипоцентров афтер-шоков с фокальной областью главного толчка. Многие авторы [Джеффрис, 1960; Рихтер, 1963], анализируя имеющиеся экспериментальные данные, приходят к выводу, что большая часть очагов афтершоков располагается либо в пределах фокальной зоны главного толчка, либо в непосредственной близости от нее. Если очаг основного землетрясения сильно вытянут вдоль разлома (например, Чилийское землетрясение 1960 г.), то нередко гипоцентры афтершоков концентрируются на концах тектонического шва. Тем не менее нельзя не согласиться с некоторыми авторами, что гипоцентры афтершоков могут располагаться на значительном удалении от очаговой зоны. Это вытекает из того, что афтершоки относятся к категории возбужденных землетрясений и сфера влияния сильного события в сейсмоактивной области может быть достаточно большой, если поле напряжений в среде было близко к критическому.
Обработка статистических данных показывает, что объем V (км3) гипоцентральной зоны афтершоков от землетрясения с магнитудой M подчиняется линейной зависимости: Ig V - аМ + Ь, где а и Ъ экспериментально определяемые коэффициенты. Средние значения их равны: а = 1,16, b = -4,10 [Жалковский, Мучная, 1986]. Однако величины а и Ь, найденные по различным выборкам, не остаются неизменными и варьируют в значительных пределах. Это связано не только с малой точностью измерений, но и с влиянием особенностей разломной тектоники в исследуемых районах. Существенно лучшая корреляционная зависимость установлена между сейсмическим моментом M0 и площадью эпицентральной области S афтершоков [Жалковский, Мучная, 1986], а именно: Ig S = 0,67 Ig M0 - 14,4, где S в км3; M0 в дин-см.
Афтершоковый процесс постепенно затухает по мере увеличения времени /, прошедшего от начала главного толчка. Это проявляется прежде всего в уменьшении числа афтершоков в заданный интервал времени At. Если обозначить через N количество афтершоков за произвольный промежуток времени At, то имеет место следующая зависимость [Рихтер, 1963]:
N~ TTJTt' <6Л)
где AmK — некоторые экспериментально определяемые постоянные. Эта зависимость гиперболического вида носит название закона Омори. Существенно отметить, что в выражении (6.1) отсутствует зависимость от величины генерирующего афтершоки землетрясения. Поскольку среднее значение энергии афтершоков также уменьшается с увеличением времени t, то с некоторого момента афтершоковый процесс в среднем становится неразличимым на фоне регулярного процесса обычных тектонических землетрясений. В некоторых местах часто отмечаются рои землетрясений — длинные 96 «
Глава 6. Сейсмический процесс
серии относительно сильных и слабых толчков без главного, выделяющегося среди них. Еще раз подчеркнем, что форшоки и афтершоки следует рассматривать в качестве показателя дискретной неоднородности среды, в частности блоковой структуры литосферы. Показано [Джеффрис, 1960; Рихтер, 19631, что если бы Земля была однородной, то процесс образования трещин, даже при сильном землетрясении, длился бы не более нескольких минут.
Следовательно, верхнюю часть Земли, прежде всего литосферу, можно рассматривать как некоторую упругопластическую колебательную систему с наличием в ней „дефектных" областей. После сильного механического воздействия на такую систему в ней происходит непрерывно-дискретный отклик, проявляющийся в виде афтершоков различного порядка.
6.3. ЗАКОН ПОВТОРЯЕМОСТИ И ПАРАМЕТРЫ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
С самого начала изучения землетрясений было замечено, что крупные толчки в заданном сейсмоактивном районе происходят значительно реже, чем слабые. Массовые инструментальные наблюдения показали, что между величиной землетрясения (К, M) и их числом N за определенный промежуток времени существует весьма тесная корреляционная связь. Подавляющая часть наблюдений относится к интервалу магнитуд от 3 до 6, соответственно К от 10 до 17. В этих пределах по всем сейсмоактивным районам зависимость Ig N(M) либо Ig N (К) хорошо аппроксимируется прямой линией (рис. 6.9, а). Уравнение этой прямой представляется в виде
Ig N = Ig А - уК = а - ЪМ. (6.2)
В соответствии с (5.7) b = \,% у. Приведенная зависимость носит название закона повторяемости землетрясений или графика повторяемости.
Многочисленные измерения величины у [Рихтер, 1963; Гупта, Растоги, 1979; Сейсмическая сотрясаемость..., 1979; Сейсмическое районирование, 1980] показывают, что се значения для указанного интервала К обычно варьируют в пределах 0,44—0,56. Соответственно, значения b изменяются от 0,8 до 1,0. Наиболее вероятной средней величиной у является 0,46—0,48. Для слабых землетрясений (К< 10) величина / варьирует в больших пределах, чем при 10 < К < 15. Это связано с тем, что регистрация слабых толчков требует создания специальных достаточно густых сетей станций и применения специальной высокочувствительной аппаратуры, что далеко не всегда обеспечивается. Имеющиеся данные, в том числе и по возбужденным землетрясениям [Гупта, Растоги, 1979], показывают, что в случае слабых землетрясений величины у и Ъ также варьируют в значительных пределах. В качестве примера на рис. 6.9, а приведен график повторяемости для одного из районов Байкальской рифтовой зоны в пределах К от 5 до 9 при регистрации толчков высокочувствительной аппаратурой с магнитной записью (у = 0,55). Отметим, что на многих графиках повторяемости в области магнитуд от 1,0 до 2,5 отмечаются сверхмалые значения коэффициента Ь. Можно предположить, что это связано с недостаточной чувствительностью аппаратуры и соответственно с пропуском толчков в заданной сети а станций.
