Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Достаточно распространен признак, основанный на изучении вариаций наклона графиков повторяемости у и Ь. Некоторыми исследователями [Землетрясения..., 1984; Моги, 1988] замечено, что сильному толчку предшествует изменение величин у и Ь приблизительно на 20 %. Далеко не все сейсмологи считают этот признак достоверным по причине сильной зависимости рассматриваемых величин от представительности статистических выборок.
Принципиальное значение для предсказания землетрясений имеет изучение афтершокового процесса. Выше отмечалось, что длительность и магнитудный состав афтершоков определяются прежде всего физико-геологическим состоянием среды в некоторой области вокруг главного толчка. Следует однако признать, что до сих пор не было сделано серьезных попыток построить физическую, а тем более математическую модель афтершокового процесса. Это и понятно, если принять во внимание, что для построения количественной модели необходимо иметь общую концепцию процесса и набор параметров, от которых он зависит.
Экспериментальные данные [Рикитаке, 1979; Моги, 1988 ] показывают, что нередко афтершоки возникают на расстояниях в несколько сотен километров от главного толчка. В связи с этим с достаточно большой степенью вероятности можно утверждать, что после землетрясений с магнитудой 7—8 в некоторой области инициирующего очага через некоторое время появятся достаточно сильные землетрясения. Этому признаку трудно дать количественную оценку, если располагать только сейсмическими данными, но при наличии таких факторов, как степень напряженного состояния среды, он может оказаться достаточно представительным. Известно, что длительность афтершокового процесса не остается одинаковой для землетрясений одной и той же величины. Иначе говоря, численные значения коэффициентов в законе Омори (6.1) нельзя считать постоянными. Все это может стать отправной позицией для поисков связи сейсмического процесса с особенностями физического состояния и динамикой верхних оболочек Земли.
Наряду с данными по изучению очагового процесса в последние годы для прогнозирования землетрясений стремятся привлечь методы структурной геофизики, в первую очередь структурной сейсмологии. В последней прежде всего ориентируются на поиски закономерностей изменения скоростей vp и vs в областях ожидаемых землетрясений, а также отношения vp/vs, однозначно связанного, как известно, с коэффициентом Пуассона. Имеются также примеры измерения анизотропных свойств среды. Наблюдения такого рода проводятся по методике сейсмического просвечивания сейсмоактивных зон при помощи как естественных, так и искусственных источников. Исследования в данном направлении основаны на достаточно ясных физических принципах. Суть их состоит втом, что период подготовки крупного землетрясения, подобно тому как это наблюдается
102
Глава б. Сейсмический процесс
• шахтах, сопровождается возрастанием трещинообразования, включая и микротрещины. Увеличение количества трещин приводит (см. гл. 2) к уменьшению скоростей продольных волн и коэффициента Пуассона и обычно несильно сказывается на vy Если трещины имеют преобладающую ориентацию, то это приводит к заметному изменению поляризации поперечных волн и расщеплению последних на составляющие SV и SH, обладающие различными скоростями пробега. Опыт показал, «то просвечивание при использовании естественных источников (землетрясения) не обеспечивает надлежащую точность определения указанных величин, в результате чего могут быть зафиксированы ложные аномалии [Рикитаке, 1979; Моги, 1988]. Опытов с искусственными источниками пока не очень много, особенно с вибраторами, когда обеспечивается большая степень стабильности источников и контроля их параметров.
Из приведенного краткого обзора можно сделать вывод, что к настоящему времени проблема предсказания землетрясений не вышла из стадии экспериментального поиска прогнозируемых признаков, причем этот поиск ведется в многообразных направлениях без отчетливо сформулированной руководящей идеи.
Радикальный прогресс в решении задачи предсказания землетрясений вряд ли может быть достигнут без детального, целенаправленного изучения среды в том или ином сейсмоактивном районе. Это в частности следует из работы С. В. Крылова, Е. Н. Тен [1994] по району Байкала, в которой показано, что крупные землетрясения в данном случае приурочены к периферийным частям области повышенных скоростей. Можно утверждать, что такое изучение не может быть выполнено корректно только путем наблюдения на поверхности земли. Необходимо сочетать последнее с намерениями в глубоких скважинах, в том числе с применением способа межскважинного просвечивания (см. гл. 10).
Часть III
МЕТОДЫ СТРУКТУРНОЙ СЕЙСМОЛОГИИ
Об этапах развития структурной сейсмологии
Применение инструментальных наблюдений при регистрации землетрясений и последующая разработка способов определения координат и времени очагов дали возможность исследовать зависимости времени t распространения волн различных классов и типов от эпицентрального расстояния Д. Прежде всего это относится к вступлению первых волн P (см. рис. 5.2). Было замечено, что кривые /(А) значительно отличаются от теоретически рассчитанных для однородной Земли. Это позволило качественно судить о том, что скорость vp увеличивается с глубиной. Сопоставление годографов t(A) для отдельных районов показало, что они, в пределах точности измерений, не зависят от широты (р и долготы А. Количественное определение скорости v в зависимости от радиуса г, отсчитываемого от центра Земли, стало возможным после решения Вихертом и Герглотцем (1909 г.) обратной кинематической задачи структурной сейсмологии — нахождение функции v(r) по заданному годографу рефрагированных P- либо S-волн. После этого оказалось возможным установить характер увеличения скоростей vp и vs от г до глубины порядка 3000 км.
