ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Юрист по наследству
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Попередній аналіз переміщень станцій GPS на Камчатці: швидкості плит і геодезичний провісник землетрусу
         

     

    Геодезія

    Попередній аналіз переміщень станцій GPS на Камчатці: швидкості плит і геодезичний провісник землетрусу.

    Е. І. Гордєєв, В. Е. Левін, В. Ф. Бахтіяров, А. О. Гусєв, В. М. Павлов, В. Н. Чебров і М. Касахара

    Починаючи з 1996 р. на Камчатці веде безперервну реєстрацію мережу з дев'яти станцій GPS. Дані 1996-1999 рр.. використані для визначення напрямків та швидкостей руху станцій. На відстанях до кількох сотень кілометрів виявлені деформації, пов'язані з сильним землетрусом Кроноцкого 5 грудня 1997 (Mw = 7,8). Вони проінтерпретовані в рамках моделі пружного півпростору. За півмісяця до цієї події на станціях, найближчих до майбутнього вогнища, виникли переміщення помітною амплітуди (провісник). Переміщення приблизно відповідають "повільного землетрусу" типу подвійного диполя, з Mw = 7,7, яке виникло в зоні форшоков події 5 грудня 1997 Також виявлені чіткі косейсміческіе скачки переміщення. Вони чудово узгоджуються з Гарвардським СМТ-рішенням для вогнища 5 грудня 1997 Є і постсейсміческіе деформації, тривали також півмісяця або довше. Вони дещо перевищують косейсміческіе і добре коррелірованни з ними. Це вказує на продовження руху в межах вже сформованого вогнища. Амплітуда постсейсміческіх рухів відповідає джерела з Mw = 7,9. Повний переміщення за період з 15.11.1997 р. по 25.12.1997 р. дає сумарний сейсмічний момент, відповідний Mw = 8,0. До того ж до згаданих рухів наприкінці 1997 р., дані показують переміщення пунктів у 1997-1999 рр.. з приблизно постійною швидкістю. Цей рух відображає як відносний рух умовно-жорстких плит, так і безперервно змінюється в часі пружну реакцію їх країв на межплітовое зчеплення (Каплінга). Отримані перші попередні оцінки для відносних швидкостей Північно-Американської, Охотської і Берінгійской плит за даними станцій, щодо віддалених від найбільш активних кордонів плит. Рух станцій, розташованих поблизу цих кордонів, якісно узгоджується з очікуваним унаслідок їх зчеплення (Каплінга) з Тихоокеанської плитою. Принаймні, в одному випадку виявлено чітке розходження обговорюваних швидкостей до і після 05.12.1997 р. Цей факт може вказувати на зміну параметрів Каплінга або на реологічні ефекти в мантії.

    Вступ

    Дослідження деформації острівних дуг може прояснити низку досі мало вивчених питань сучасної тектоніки плит. У районі Камчатки перебуває потрійне зчленування плит першого порядку, тут поєднуються Тихоокеанська, Північноамериканська і Євроазіатський плити. При більш детальному розгляді необхідно враховувати присутність Охотської і Берінгійской субпліт, причому Охотская є частиною Євроазіатської великомасштабної плити, а Берінгійская - частиною відповідної великомасштабної Північноамериканської плити. Таким чином, при детальному розгляді є два сполучених потрійних зчленування: Тихоокеанської, Берінгійской і Охотської плит в районі стику Курило-Камчатського і Алеутського глибоководних жолобів, а також Охотської, Берінгійской і Північноамериканської плит на суші на північ від півострова Камчатка. Відносно більша частка суші в цій частини планети дає можливість зручного проведення геодезичних вимірювань деформації поверхні. Висока швидкість субдукції Тихоокеанської плити (близько 80 мм/рік [3,4]) викликає потужну сейсмічність і дає можливість оцінити швидкість руху плит навіть за короткостроковими спостереженнями.        

                

    Рис. 1     

    Протягом періоду спостережень сталося велике субдукціонное межплітовое Кроноцкого землетрус в районі Камчатки (Mw = 7,8, 5 грудня 1997 року). Його зона афтершоков розташована у верхній частині континентального схилу Камчатки поблизу півострова Криницький і охоплює зону приблизно 220x110 км уздовж напрямку острівної дуги (ПС, ПС). Гіпоцентр афтершоков, визначений місцевої сейсмічної мережею, визначає в як діючої площину розриву, нахилену під 23o ПС під Камчатку. Землетрус попереджав був щільним форшоковим роєм, який почався за дві доби до землетрусу поблизу ССВ краю афтершокові зони. Вогнищевий розрив виник біля цієї точки і поширився приблизно на 180 км на ПС зі швидкістю 4 км/с 2. Спостереження GPS виявили добре виражені пресейсміческіе, косейсміческіе і постсейсміческіе деформації, пов'язані з цією подією. Вони і обговорюються в даній статті. Високі швидкості деформації спостерігалися також протягом наступних двох років. Аналіз деформацій дає попередні оцінки відносних швидкостей руху плит у згаданій зоні стику чотирьох плит. Дані показують наявність пружної реакції Охотської і Берінгійской плит. Це означає досить високий рівень їх зчеплення (Каплінга) з субдуцірующей Тихоокеанської плитою. Вперше виявлена велика величина повільної деформації перед великим субдукціонним землетрусом.

    Обробка даних        

                

    Рис. 2     

    Мережа GPS на Камчатці діє з 1996 року. У Нині вона включає дев'ять пунктів постійних спостережень деформації (рис.1). У кожному пункті розміщений приймач типу Ashtec Z12 або Topcon Z12 з антеною ASHDMR. Безперервний потік даних постійно накопичується в пам'яті приймача і потім щоденно витягується до місцевої ЕОМ. Дані щоденно передаються по телефонних лініях в центральну ЕОМ або записуються на ZIP-дискету. Всі дані обробляються централізованим способом системою обробки GAMIT/GLOBK розробки Массачусетського Технологічного університету. В результаті обробки даних виходять стандартні 24-х-годинні середні положення кожного пункту. Потім обчислюються відносні положення станції при умовно фіксованого станції PETP (рис.2); їх номінальна точність становить приблизно 3-4 мм для горизонтальної компоненти, яка використовується далі.

    Візуальне розгляд часових рядів даних показує ряд характерних рис. Деякі з них можна відносно надійно ідентифікувати як технологічні помилки або викривлення, інші явно являють собою реальні відносні руху станції, а деякі не можна класифікувати надійно, або ж вони є сумішшю обох типів. Найбільш легко ідентифікуються помилки - це короткі стрибкоподібні односторонні відхилення типу імпульсів, тривалістю від 1 до 20 днів. Однак, деякі короткі відхилення є поступовими, а деякі виглядають біполярним чином. Загалом, однополярної переміщення з чітким поверненням до повільно сповзає нульової лінії можна відносно надійно виключити як справжній прояв переміщення станції. Однак, цей критерій діє однозначним чином тільки в обмеженій кількості випадків. З іншого боку, деякі властивості даних є очевидними і корелюються між компонентами і між станціями, і вони, мабуть, відображають реальний відносне переміщення станції.

    Аналіз спостереженого ряду даних        

                

    Рис.3     

    Після розгляду повного часового ряду середніх положень станцій за кожні 24 години, ми визнали за реальними наступні два типу тимчасових варіацій: 1 - довготривалий дрейф з приблизно постійної швидкістю і 2 - сигнали обмеженою тривалості, що мають вид миттєвої або розтягнутій сходинки, і, мабуть, пов'язані зі згаданим сильним землетрусом (М = 7,8, 05.12.1997), яке відбулося в межах мережі станцій GPS (рис.2). Всі варіації другого роду сталися протягом інтервалу +/-1 місяць від моменту цього сильного землетрусу. Серед них виділяються: 2а - косейсміческіе скачки; 2b - в основному монотонний постсейсміческій сигнал, і 3 - монотонні або більш складні пресейсміческіе сигнали. Слід зазначити, що всі ці варіації в загальному мають ненульове сумарне зміщення (не мають характеру імпульсів), і тому є більше шансів на те, що вони є реальними. Всі чисельні оцінки для цих варіацій робляться на неформальній основі, оскільки ми не маємо в нашому розпорядженні методики, яка дозволила б нам відфільтрувати помилки автоматичним, статистично обгрунтованим чином. Далі наводяться векторні схеми варіацій (мал. 3, 4 і 5), а також відповідні терміни їх виконання (рис.6), за якими читач може перевірити обгрунтованість нашого вибору.        

                

    Рис.4     

    Рис.2 показує повний часовий діапазон спостережень. Для інтервалів даних, які перевищують за тривалістю 15 місяців, ми визнали можливим оцінити середню швидкість дрейфу (табл.1). Для двох станцій KMS і KLU це можна зробити як до, так і після події. Однак, для KMS НЕ видно змін швидкості в грудні 1997 р., і прийнятна загальна оцінка швидкості, єдина як для періоду до землетрусу, так і після. Швидкість переміщення після землетрусу може бути оцінена для станцій TIL, TIG, ESSO, KLU і BKI. Перед сильним землетрусом є також поодинокі вимірювання протягом приблизно 18 місяців до нього для станцій ESSO і KBG, по яких отримані оцінки швидкості відносно низької якості.

    Рис.6 показує інтервали часу +/-55 днів від сильного землетрусу 05.12.1997 р. для двох горизонтальних компонент (N, E) кожної з шести станцій BKI, KBG, KLU, ESSO, TIG і MA1. Для TIL і KMS дані за період, близький до сильних землетрусів, відсутні. Вихідні 24-х-годинні середні показані хрестиками. Для придушення одиничних і подвійних викидів застосовувалося згладжування ковзної медіаною з п'яти точок. Слід зазначити, що велика кількість фіктивних аномалій з тривалістю від 3 до 10 днів або більше, подібна процедура придушити не в змозі, і вони можуть бути ідентифіковані тільки суб'єктивно. Медіанна фільтрація зупинялася за три крапки до і тривала через три точки після інтервалу, що містить сильний землетрус. Для цього конкретного інтервалу дані опущені. Остання точка вихідних даних перед і перша точка після цього інтервалу додатково позначена (квадрат).        

                

    Рис.5     

    Косейсміческіе скачки і монотонні постсейсміческіе сигнали явно видно на більшій частині графіків. На графіках для станцій KBG, KLU, ESSO і TIG можна також помітити пресейсміческіе сигнали, хоча вони виражені не настільки ясно. Для оцінки величини косейсміческіх стрибків ми використовували два підходи. У першому підході величину стрибка розраховували як різниця двох "стандартних" оцінок, (кожна з яких заснована на стандартному 24-х-часовому інтервалі 00ч-24г UT), за двома інтервалах, прилеглим до інтервалу, який містить момент землетрусу 5 Грудень 1997 Дані самого цього інтервалу відкидалися. Цей підхід використовує стандартну обробку даних, однак відкидання даних, найближчих до сильного події, небажано. Щоб уникнути цих труднощів, застосовувалася і інша процедура, коли величина стрибка обчислювалася за оцінками, які грунтуються на двох безпосередньо прилеглих один до одного нестандартних, зрушених 24-х-годинних інтервалах (12год-12год UT). У цьому випадку момент сильного землетрусу (11ч23м UT) майже співпадає з кордоном між інтервалами (12год UT). Для розрахунку оцінок в цьому випадку в процесі обробки даних проводилася екстраполяція ефемерід орбіт супутників на 12 годин. Ці два підходи дали досить близькі результати (табл.1). Для остаточних оцінок косейсміческого стрибка використовуються результати другого процедури.        

                

    Рис. 6     

    Щоб дати чисельні оцінки пресейсміческого і постсейсміческого сигналів, використовували наступний підхід. Спочатку шляхом візуального перегляду даних було виявлено, що для більшості пресейсміческіх сигналів можна вибрати загальну тривалість близько 15-20 днів. Подібним же чином для постсейсміческіх сигналів можна було вибрати також загальну тривалість (несподіваним чином) тієї ж величини - 15-20 днів. Треба сказати, що такий вибір не є цілком однозначним. Наприклад, для KLU, KBG і BKI можна вибрати приблизно 25-денну тривалість пресейсміческого сигналу. У той же час для ESSO і KLU можна вибрати для постсейсміческого сигналу тривалість близько 35 днів. Тим не менш, ми вважаємо, що обраний нами варіант (загальний для всіх станцій) є прийнятним. Для чисельної оцінки амплітуд пресейсміческого і постсейсміческого сигналів були обрані базові тимчасові інтервали на кожному графіку, до або після сигналу відповідно. Медіанний рівні для цих інтервалів, зазначені жирними горизонтальними лініями на рис.6, були обрані як відліковим рівень для чисельної оцінки сигналу. На цій основі були визначені амплітуди і тривалості кожного пресейсміческого і постсейсміческого сигналу. Табл.2 дає нашу характеристику виду постсейсміческіх і пресейсміческіх сигналів (монотонний, імпульсного виду, складний або ж немає) і їх чисельні параметри. Ми також порівнюємо знаки пресейсміческого і постсейсміческого сигналів зі знаком косейсміческого стрибка. Можна бачити прекрасне згоду для постсейсміческого сигналу, у той час як для пресейсміческого сигналу кореляції не видно. Ми також наводимо значення повного стрибка, визначеного як різниця згаданих вище базових рівнів. Для каналу TIG-E ми розглядаємо сигнал як занадто зашумленими для отримання яких би то не було надійних оцінок; для цієї станції амплітуда косейсміческого стрибка пресейсміческого і косейсміческого сигналу умовно прийнята рівною нулю.

    Аналіз результатів

    Середні швидкості

    Розглянемо значення середніх швидкостей (табл.1). Слід відзначити, що оцінка швидкостей для періоду перед землетрусом наведена тільки для станцій KLU і KMS. Для KMS не помітно ні косейсміческого стрибка, ні змін швидкості для періоду перед і після землетрусу, тому ми наводимо єдину оцінку з усього часового інтервалу. Для KLU треба зазначити відмінність швидкостей для періодів перед і після землетрусу. Але основний обсяг даних про швидкості відноситься до періоду після землетрусу. Вектори швидкості для цього періоду були перераховані з використанням станції TIG в якості фіксованої точки, і відповідні вектори зображені на рис.1. Якщо зіставити що спостерігається картину з відомими уявленнями про структуру плит навколо Камчатки, можна прийти до наступних попередніми висновками:

    1. Відносна швидкість для пари точок KMS і TIG може бути пов'язана з рухом Північноамериканської плити щодо плити Полювання; характер цього руху -- майже чисте стиснення за напрямом С-СВ зі швидкістю близько 1,8 см/рік. Станція TIL дуже близька до кордону Північноамериканської і Берінгійской плит, і оцінки жорсткого переміщення плит, які могли б бути отримані на основі пари TIL-TIG, можуть бути спотвореними. Все ж таки, використовуючи формально TIL як точку для плити Берингія, за даними пари TIG-TIL можна оцінити рух Берингії щодо полювання як чисте стиснення зі швидкістю приблизно 0,7 см/рік по напрямку ВЗ. Для пари TIL-KMS відносний рух характеризує переміщення Північноамериканської і Берінгійской плит, воно має характер косого стиснення зі швидкістю близько 1,2 см/рік у напрямку СЮ.

    2. Вектор переміщення станції BKI щодо TIG або TIL, загалом, відповідає тому, яке можна очікувати якісно на основі подання про пружною реакції плити Берингія на її зчеплення з Тихоокеанської плитою (Каплінга). А саме, край плити Берингія захоплюється в напрямку ПС, і це переміщення має характер зсуву, причому, швидкість переміщення близька до половини відносної швидкості цих плит, що дорівнює приблизно 8 см/год

    3. Подібним же чином приблизно одного характеру переміщення станцій PETP, MA1 і KBG по відношенню до TIL якісно узгоджується з тим, що можна очікувати на основі уявлень про пружної реакції плити Полювання на її зчепл?? е (Каплінга) з субдукціруемой Тихоокеанської плитою. А саме, має місце захоплення краю плити в напрямку ПС, і характер деформації тут - стиснення. Для станцій KLU і ESSO відносний рух по відношенню до TIG менше і не має систематичного характеру; цей факт, загалом, узгоджується з тим, що, виходячи із згаданої ідеї Каплінга, тут слід очікувати набагато менші амплітуди руху.

    4. В кінці 1997 р. мало місце істотне і досить надійно певний зміна швидкості на станції KLU. Подібне ж зміна, схоже, мало місце і для станцій ESSO, BKI і KBG, але воно не зафіксовано з достатньою упевненістю. З іншого боку, подібних змін для станції KMS НЕ спостерігається. (Нагадаємо, що всі рухи на рис.2 визначені щодо станції PETP). Характер зазначених варіацій наводить на думку, що всі вони пов'язані з сильним землетрусом 5 грудня 1997 Попередньо їх можна асоціювати зі зміною характеру Каплінга Тихоокеанської плити щодо плит Полювання і Берингія. Інше можливе пояснення - це різниця між швидкістю деформації краю плити для випадків майже повністю релаксувати, ефективно-в'язкої астеносфери (перед сильним землетрусом) і ефективно-пружною астеносфери (відразу після сильного землетрусу).

    Косейсміческій стрибок

    Вектори косейсміческого стрибка (табл.1) зображені на рис.3 (станція PETP використана як фіксованої точки). На тому ж графіку ми наводимо теоретичні переміщення, які були обчислені для пружного півпростору, в якому вміщено точкове джерело з характеристиками, відповідними Гарвардскому рішенням CMT для землетрусу 5.12.1997 (табл. 3). Згода цілком прийнятно. Так само вивчалася альтернативна модель протяжного джерела, яке імітувався сіткою (11x3) точкових джерел розміром 150x50 км, причому точкові джерела були ідентичними, а їх сумарний тензор збігався з Гарвардським CMT. При цьому протяжний джерело розташовувався уздовж субдукціонной нодальной площині (N1 у табл.3) землетрусу 05.12.1997, що падає під Камчатку. Цю нодальную площину можна вибрати цілком надійно на основі Гіпоцентр афтершоков, визначених місцевої сейсмічної мережею. Для цього варіанту теоретичного джерела згоду очікуваних і спостереженнях переміщень дещо гірше, ніж для точкового.

    Пресейсміческій сигнал

    Як ми вже відзначали, ідентифікація пресейсміческого сигналу на графіках рис.6 не є цілком однозначною: для нього не можна угледіти єдиної форми тимчасової функції. Це, швидше за все, означає, що він породжений не єдиним джерелом. Однак той факт, що вдається виділити аномалії з порівнянної тривалістю близько 15 днів і загальним монотонним характером на кількох каналах, дозволяє нам у попередньому порядку вважати, що відбулося конкретне деформаційно подія. У табл.2 наведені амплітуди пресейсміческого сигналу, які були визначені щодо надійно для випадків монотонного пресейсміческого сигналу, а також для випадків імпульсного пресейсміческого сигналу з порівнянної тривалістю. Для каналу TIG N ми використовуємо амплітуду монотонного пресейсміческого сигналу з тривалістю близько семи діб. Картина векторів зміщень дана на мал.4. Видно, що хоча станції з великими амплітудами пресейсміческого сигналу приблизно ті ж самі, що і з великими косейсміческімі амплітудами, орієнтація векторів зовсім інша.

    Щоб провести попередню інтерпретацію цих даних, ми припустили, що переміщення викликане "повільним" землетрусом з тривалістю порядку 15 днів, розташованим в центрі форшокового рою, у ССВ краю вогнища основного поштовху. Ми провели формальну інверсії даних про амплітудах, розглядаючи їх як статичні переміщення від зсувне джерела загального вигляду в пружному півпростір. Результуючий джерело має моментну магнітуду Mw = 7,7; його нормалізоване тензор наведено в табл.3 і на рис. 4. Відновлений тензор дуже близький до подвійного диполь, а його вісь стиснення орієнтована, хоча й трохи косо, поперек конвергентної кордону плит, загалом, згідно з переважаючим режимом напруги. Що ж стосується відмінності між розрахунковими і спостереженнями переміщеннями, то вони досить великі, але для першого наближення ми визнали результат прийнятним.

    Ми також намагалися підігнати ті ж самі дані симетричним тензорів сейсмічного моменту загального вигляду з вибуховою або імплозівной компонентою. У цьому випадку, до жаль, рішення методу найменших квадратів виявилося нестійким. Однак, орієнтування спостережені векторів переміщення якісно суперечить можливості існування помітною експлозівной або імплозівной компоненти. Таким чином, відома гіпотеза зони предвестніковой ділатансіі НЕ підтримується даними. В іншому варіанті аналізу ми спробували перемістити одиничний точкове джерело ближче до станції ESSO, де спостерігалися найбільші переміщення. Отримані рішення, однак, не дали поліпшення залишкової помилки. У Загалом, можна вважати, що отримано розумне перше наближення для параметрів масштабу і орієнтації джерела пресейсміческого сигналу. Рішення зворотного завдання для його локалізації, а також можлива інтерпретація у вигляді набору декількох точкових джерел планується на майбутнє.

    Постсейсміческій сигнал

    Ідентифікація постсейсміческого сигналу на графіках рис.6 набагато більш надійна, ніж для пресейсміческого сигналу. Вона, зокрема, спрощується гарною кореляцією знаків косейсміческого і постсейсміческого сигналів. Можна зробити висновок про існування загальної тимчасової функції постсейсміческого сигналу - це приблизно експоненціально затухаючим монотонна розтягнутий сходинка, яка стає неспостережний приблизно через 18 днів після події; характерний час для цієї експоненти становить близько 6 днів. Це наводить на думку, що джерело цього сигналу - це цілком певний єдине джерело, який не може сильно відрізнятися за орієнтації і положенню від події 05.12.1997. Амплітуди постсейсміческого сигналу наведені в табл.2, а також на рис.5. Слід зазначити, що станції з великими амплітудами постсейсміческого сигналу в основному ті ж самі, що й станції з великими косейсміческімі стрибками, і що орієнтація цих векторів дуже близька. Щоб провести інтерпретацію цих даних, були розглянуті дві можливості. У першому випадку ми припустили, що косейсміческое ковзання в осередку землетрусу потім тривало як повільне подія з характерною тривалістю близько 15 днів. Було ухвалено, що координати вогнища повільного землетрусу знаходяться в центрі афтершокових рою вогнища 05.12.1997 р. Була проведена формальна інверсія амплітудних даних, які пов'язували з статичними переміщеннями від зсувне джерела загального типу. Результуючий джерело має моментну магнітуду Mw = 7,9, (тобто його сейсмічний момент істотно більше, ніж момент "швидкого землетрусу"), а його нормалізоване тензор наведено в табл.3. На рис.5 він також наведено, разом з відповідними теоретичними переміщеннями. Можна відзначити, що відновлений тензор близький до тензора головного поштовху, як і можна було чекати, і що якість підгонки обчислених векторів щодо спостережені є цілком прийнятним. Розмістивши точкове джерело в північній частині афтершокових рою, можна ще дещо поліпшити якість підгонки. Друга розглянута можливість полягала в тому, що асейсміческое ковзання могло відбутися на продовженні площині розриву вогнища 05.12.1997 р. вниз або вгору з падіння, тобто або на глибинах 50-90 км під узбережжям, або, навпаки, на глибинах 10-25 км поблизу глибоководного жолоба. Розмістивши точкові джерела з такими параметрами, ми отримали набагато гіршу якість підгонки, ніж у першому випадку.

    Повний стрибок зсувів

    Через приблизного збігу тензорів "швидкого" землетрусу і постсейсміческого сигналу, орієнтація тензора сейсмічного моменту, яка відновлюється за повним стрибка, близька до них (табл. 3). Повний сейсмічний момент, пов'язаний з усією послідовністю подій з 15.11.1997 р. по 25.12.1997 р., відповідає моментної магнітудою 8. Слід зазначити, що сума скалярних сейсмічних моментів трьох згаданих тензорів НЕ збігається з величиною, яка була отримана для повного стрибка. Ця відмінність цілком можна пояснити невисокою точністю оцінок скалярного сейсмічного моменту, а також розбіжністю місць і орієнтувань тензорів-"компонент". Незважаючи на цю проблему, ми вважаємо корисним дати орієнтовну оцінку вкладів трьох згаданих компонент в повний сейсмічний момент. Головний внесок (~ 45-50%) дає постсейсміческій сигнал; косейсміческое рух становить близько 35-40%, решта припадає на пресейсміческій сигнал.

    Обговорення та висновки

    Безперервні вимірювання деформації земної поверхні станціями GPS в 1997-1999 роках у 9 точках на півострові Камчатка виявили відносні руху між Тихоокеанської, Північноамериканської і Євроазіатської плитами. Наведені на рис.1 безперервні швидкості переміщення після землетрусу для станції GPS щодо станції TIG, яка розташована в відносній глибині субпліти Полювання, (яка є частиною великомасштабної Євроазіатської плити), можуть бути пояснені як відносні переміщення плит Тихоокеанська, Північноамериканська, Полювання і Берингія. Однак, ці результати не можна розглядати як справжні довгострокові швидкості. Дані трохи більш низької якості про швидкості перед землетрусом наводять на думка, що швидкості до і після землетрусу розрізняються. Зокрема, в одному випадку станції KLU це розходження відносно добре встановлено. Це може бути вказівкою на зміну рівня зчеплення (Каплінга), пов'язаного з сильним землетрусом 05.12.1997 р. Швидкість, очевидно, була трохи менш перед землетрусом, ніж після нього, у згоді з циклічним моделлю напруг і швидкостей переміщення в сильно зчеплених зонах субдукції [9]. Швидкості переміщення поза зоною субдукції на кордонах між плитами Північноамериканська і Полювання, мабуть, не зазнали впливу сильного землетрусу і трималися на постійному рівні (станція KMS). Слід зазначити, що представлена кінематична картина досить заздалегідь. Відносні переміщення пар імовірно жорстких плит оцінюються за переміщенням одиничних пар станцій і не можуть бути підтверджені незалежним чином. Крім того, для плити Берингія обидві наявні станції TIL і BKI розміщені поблизу її кордонів, що може спотворювати результат. Переміщення станцій BKI, KBG, PETP і MA1 якісно узгоджуються з очікуваними на основі моделі пружної реакції плити на зчеплення між плитами (Каплінга).

    Як показано в роботах [9,5], швидкість конвергенції плит, пов'язана із сильними землетрусами, мабуть, контролює режим напружень в зоні субдукції зчеплень і навколо неї. Океанічна плита і континентальна літосфера пружно реагують на варіації в часі напруг і швидкостей деформації, пов'язаних з сейсмічних циклом. Протиріччя між високою швидкістю в Алеутській-Аляскінський зоні субдукції поблизу острова Кадьяк [8] і пренебрежимо малими деформаціями в зоні островів Шумагіна [7,6] пояснювалися як висока швидкість деформації на початку сейсмічного циклу, заданого аляскінських землетрусом 1964 р., і низькою швидкістю деформації в середині або пізньої частини циклу в разі зони Шумагіна. У нашому випадку ми маємо дані про швидкості деформації для певної ділянки плити, і вони показують подібним же чином істотні зміни між кінцем одного межсейсміческого періоду і початком іншого.

    Косейсміческіе деформації, пов'язані з великим субдукціонним землетрусом (Mw = 7,8), знаходяться в прекрасному згоді з тими значеннями, що утворюються при обчисленні по дислокаційної моделі, що використовує опубліковане Гарвардському рішення для тензора моменту. Цей факт має важливе значення: з одного боку, він підтверджує надійність всієї системи вимірювань і, особливо, цілком хорошу точність даних GPS, отриманих у вимірах на коротких інтервалах часу. З іншого боку, цей факт означає, що і сама Гарвардському рішення для тензора моменту є надійною оцінкою істинного сейсмічного тензора моменту вогнища землетрусу.

    Виявлені пресейсміческіе руху є незвичайно добре вираженими. По-перше, вони спостерігаються на помітному числі станцій і компонент. По-друге, тимчасові функції сигналу на різних станціях і компонентах і не є цілком ідентичними, тим не менше, мають порівнянні тривалості і щодо просту однополярну або імпульсообразную форму. По-третє, їх амплітуда досить велика. У нашій вельми попередньої інтерпретації вони відповідають одиночному повільного землетрусу типу подвійного диполя з Mw = 7,7. Якщо ж провести інтерпретацію більш детально, то, мабуть, це джерело можна розщепити на дві або навіть три і уточнити їх стан. Однак, вкрай неймовірно, що сумарний сейсмічний момент буде знижено більше, ніж у три рази. Інтерпретація пресейсміческого сигналу як точкового джерела вказує, що джерело типу подвійного диполя для вогнища цього повільного процесу є відносно прийнятним. У той же час дані погано узгоджуються з ідеєю суттєвої компоненти типу експлозіі/імплозіі, наприклад такої, яка пропонується відомою моделлю предвестніковой ділатансіі. У цілому, можна сказати, що нам пощастило спостерігати і, постфактум, ідентифікувати істинний середньостроковий деформаційний провісник сильного землетрусу.

    Постсейсміческіе руху, загалом, мають набагато більш звичайний характер. Вони добре відповідають ідеї повільного кріпового продовження ковзання по майданчику вогнища "швидкого" землетрусу зі збереженням напрямку ковзання. Сумарне рух також дуже велика і перевищує величину для "швидкого" землетрусу. Попередня перевірка показує, що малоймовірний варіант інтерпретації постсейсміческого сигналу на основі ідеї поширення процесу ковзання вздовж поверхні контакту плит назовні, за межі майданчика вогнища швидкого землетрусу, у напрямах вниз по падіння або вгору по падінню.

    Список літератури

    Гусєв А.А., Левина В.І., Салтиков В.А., Гордєєв Є.І. Сильне Кроноцкого землетрус 5 грудня 1997: основні дані, сейсмічність вогнищевою зони, механізм вогнища, макросейсмічний ефект// Кроноцкого землетрус на Камчатці 5 Грудень 1997 Провісники, особливості, наслідки. Петропавловськ-Камчатський: КГАРФ, 1998. С. 32-54.

    Гусєв А.А., Павлов В.М. Попереднє визначення параметрів високочастотного випромінювача в осередку Кроноцкого землетрусу 5 грудня 1997 з М = 7,5-7,7// Кроноцкого землетрус на Камчатці 5 грудня 1997 Провісники, особливості, наслідки. Петропавловськ-Камчатський: КГАРФ, 1998. C. 68-79.

    Argus D.F., and M.B. Heflin. Plate motion and crustal deformation estimated with geodetic data from the Global Positioning System// Geophys. Res. Lett. 1995. V. 22. P. 1973-1976.

    DeMets C., Gordon R.G., Argus D.F, and Stein S. Effect of recent revisions to the geomagnetic reversal time scale on estimates of current plate motions// Geophys. Res. Lett .. 1994. V. 21. P. 2191-2194.

    Klotz J., Angermann D., Michel G.W., Porth R., Reigber C., Reinking J., Viramonte J., Perdomo R., Rios VH, Barrientos S., Barriga R., and Cifuentes O. GPS-derived deformation of the Central Andes including the 1995 Antofagasta Mw = 8.0 Earthquake// Pure and Appl. Geophys. 1999. V. 154. P. 709-730,

    Larson K.M., and Lisowski M. Strain accumulation in the Shumagin Islands: Results of initial GPS measurements// Geophys. Res. Lett. 1994. V. 21. P. 489-492.

    Lisowski M., Savage J.C., Prescott W.H, and Gross W.K.. Absence of strain accumulation in the Shumagin seismic gap, Alaska, 1980-1987// Journ. Geophys. Res. 1988. V. 93. P. 7909-7922,

    Savage J.C., Svarc J.L., and Prescott W.H. Deformation across the Alaska-Aleutian subduction zone near Kodiak// Geophys. Res. Lett. 1999. V. 26. P. 2117-2120.

    Taylor M.. A.J., Zheng G., Rice J.R, Stuart W.D., and Dmowska R. Cyclic stressing and seismicity at strongly coupled subduction zones// Journ. Geophys. Res. 1996. V. 101. P. 8363-8381.

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати ! DMCA.com Protection Status