Сейсмические морские волны. Цунами - Мурти Т.С.
Скачать (прямая ссылка):
В Японии в качестве главного предвестника используются наблюдения за изменениями высот реперов (большие изменения наблюдались перед ниигатским землетрясением 16/VI 1964 г.). Около 20 000 км нивелирных ходов первого класса проложено в Японии и повторяется по крайней мере каждые 5 лет. Следующее уравнение выражает связь магни-туды ожидаемого землетрясения M с радиусом г зоны аномальных изменений высоты:
Af = 1,96 Ig г + 4,45. (А.21)
407
Отдельные авторы приводили измерения накопленных напряжений в отдельных точках с помощью наклономеров или динамометров. Сообщалось о некоторых успешных применениях этих измерений для предсказания землетрясений. Однако между этими близкими к поверхности измерениями и тектоническими процессами на тех глубинах, где возникают землетрясения, не установлено адекватного соотношения.
Вероятно, наиболее значительное открытие в области исследования предсказания землетрясений сделано Семеновым и Нерсесовым (их цитирует Хаммон [192]). Их исследование Гар-мского сейсмического района в Таджикской CCP показало, что перед землетрясением возникает аномалия наблюдаемой скорости упругих волн в земной коре. В частности, отношение скорости Vp Р-волн к скорости Vs S-волн уменьшается против нормального значения за несколько недель или месяцев перед землетрясением и затем постепенно возрастает до нормы непосредственно перед толчком. Хотя степень уменьшения этого отношения, по-видимому, не зависит от магнитуды последующего землетрясения, более длительному периоду уменьшения соответствует более сильный толчок.
Между продолжительностью указанной аномалии и размером землетрясения имеется линейная связь с коэффициентом 0,7 [328]. Следующая таблица демонстрирует эту зависимость [328]:
Продолжатель- 30 дней 90 дней 3,5 года 10 лет Нет данных
ность
Магнитуда 4 5,5 6,5 7,5 8,0 и более
Открытие аномалии VpIVs в Советском Союзе было проверено в других районах: на севере штата Нью-Йорк, в Калифорнии и на центральных островах Алеутских островов. Уит-комб и другие [684] нашли, что эта аномалия связана скорее с уменьшением значений VP, чем с увеличением значений Vs. Hyp [494] предложил для объяснения этого явления модель, основанную на «дилатансии» (т. е. уменьшении объемной упругости горных пород перед разрывом).
Дилатансия в породах связана с образованием новых трещин и возрастанием пористости. Это приводит к тому, что исходная насыщенность пород водой уменьшается, а так как скорость Vp более чувствительна к насыщенности, чем скорость Vs, то отношение их уменьшается. Чтобы объяснить возврат отношения VpIVs к нормальному значению непосредственно перед землетрясением, Hyp предположил, что трещины заполняются грунтовыми водами и скорость VP снова возрастает. Новое насыщение среды ослабляет ее сопротивление скольже-
40S
нию, так, что, когда породы станут полностью насыщенными, происходит землетрясение.
Брэди (упоминается Киссинджером [328, с. 42]) предлагает альтернативный взгляд на возвращение отношения VP/Vs к нормальному значению: «за периодом широко распространенной по объему горных пород дилатансии следует период очень сильной дилатансии в непосредственной близости точки начального разрыва. Зарождающийся очаг действует как неоднородность среды с соответствующей концентрацией сильных напряжений и изменением направления главных осей напряжений в непосредственной близости. Объем сплошных пород вблизи плоскости разлома возрастает благодаря закрытию трещин в той зоне, которой предстоит претерпеть разрыв. Это приводит к возрастанию скорости упругих волн до его преддила-тансного значения».
Шольтц и другие [569] показали, что модель дилатансии может хорошо объяснить и другие явления, предваряющие землетрясение. Поскольку модель дилатансии основана на ограниченных данных, она принята еще не всеми сейсмологами как главная причина предвестников землетрясений. По крайней мере три возражения выдвигаются против этой модели: 1) отношения аномалии VpJVs наблюдаются только в надвигах, когда один кристаллический блок пород давит на другой, но не наблюдается при сдвигах по простиранию, как на разломе Сан-Андреас; 2) определения скорости Vs недостаточно точны, поэтому может быть аномалии отношения VP/VS являются следствием недостатка точности; 3) модель дилатансии требует физических изменений в огромном районе (порядка 100 км и более). До сих пор нет данных, подтверждающих это.
Атомные взрывы и землетрясения
Здесь рассматриваются подземные взрывы и признаки, отличающие их от землетрясений. Взрывы в атмосфере и под водой рассмотрены в главах 2 и 6. Американская комиссия по атомной энергии (AEC) провела много подземных ядерных взрывов в Неваде. Крупнейшие из них: «Box Саг» (1,22•1O3 кТ тротилового эквивалента) в апреле 1968 г., «Benham» (1,12•1O3 кТ) в декабре 1968 г. Эти испытания вызвали линейные разрывы приблизительно в 8 км длиной [112], и смещения происходили, по-видимому, в течение нескольких секунд после взрыва. Однако сейсмическая активность продолжалась много недель и были зарегистрированы тысячи афтершоков.
