Воскресенье, 04.12.2016, 00:46
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Естественные науки

АНАЛИЗ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЙСМИЧНОСТИ МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Л.Ю.Калинина, Т.А.Брачун, Д.А Беспалов

АНАЛИЗ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЙСМИЧНОСТИ МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ*

*Работа выполнена в рамках инициативной научной темы СВГУ (№ госрегистрации 01201151451).

Представлены результаты анализа пространственно-временных закономерностей распределения землетрясений Магаданской области за период инструментальных наблюдений (1968-2013). На основании разработанной программы построены карты изолиний сейсмической активности А10 за разные интервалы времени. Отмечена миграция максимумов сейсмической активности с северо-запада к центральной, а затем к восточной части рассматриваемой территории.

Ключевые слова: сейсмическая активность, землетрясения, программа для расчета сейсмической активности.

 

Магаданская область является регионом повышенной сейсмической активности. При этом на ее территории располагаются золотые и серебряные рудники и прииски, гидроэлектростанции, города и поселки и другие объекты инфраструктуры. Кроме того, планируются поиски нефти и газа на Примагаданском шельфе Охотского моря. Учитывая катастрофические последствия, к которым могут привести сильные землетрясения в условиях одного из самых суровых климатов на Земле, изучение сейсмичности территории является жизненно необходимой задачей.

Для установления основных закономерностей распределения землетрясений применяются различные методики анализа пространственных, временных и энергетических параметров сейсмичности [2; 4; 5; 7].

Методика исследования
В данной работе анализ закономерностей распределения землетрясений базировался на методике, предложенной Ю.В. Ризниченко [4; 6]. Для этого им введено понятие сейсмической активности.

Сейсмическая активность - это плотность очагов землетрясений в данной пространственно-временной области, т. е. их число, отнесенное к единице пространства, времени и приведенное к определенному энергетическому классу K (энергетический класс К связан с энергией землетрясения Е (Дж) соотношением К = 1дЕ [3]).

Общий принцип определения сейсмической активности следующий. Вокруг каждой точки, в которой определяют значение активности, выбирают площадку осреднения определенной величины с центром в этой точке. Форма площадки - круг, квадрат или трапеция градусной сетки. На площадке осреднения определяют общее число NS эпицентров землетрясений разной величины от Кmin и выше.

Значение активности А определяется по формуле:
(1)

где: y - наклон графика повторяемости землетрясений (для Магаданской области y = 0,49); Kmin - уровень представительности, т. е. минимальный энергетический класс землетрясений, регистрируемый на исследуемой территории без пропусков (для рассматриваемой территории мы принимали Kmin=8); K0 - класс величины землетрясений, которому соответствует рассчитываемая активность. Обычно используют величины А=А10, когда К=10, или А=А15, когда К =15. В нашей работе рассчитывалась величина А10; S - площадь площадки осреднения; T - период наблюдения землетрясений; S0 - единица нормирования по площади (S0= 1 000 км2); T0 - единица времени (T0 = 1 год); NS- общее число землетрясений разных энергетических классов K>=Kmin, наблюдаемых на площади S за время T.
Для расчета сейсмической активности разработана программа, которая определяет сейсмическую активность методом постоянной детальности, при котором размеры площадок осреднения принимают одинаковыми по всей карте [1]. Для этого исследуемая территория разбивалась на элементарные ячейки-квадраты со сторонами 0,1° по широте и 0,2° по долготе (приблизительно 10 х 10 км2) [4, 6]. Для каждой ячейки определялось общее число NS землетрясений энергетического класса от Kmin = 8 и выше. Значения сейсмической активности приписывались центрам квадратов. В результате в выходной файл заносится таблица с координатами центров квадратов и значением сейсмической активности.

Пространственные и временные закономерности распределения землетрясений Магаданской области

Для исследования был выбран район, ограниченный координатами 58,5°- 65° с. ш. и 145°- 163° в. д., включающий в себя Магаданскую область и прилегающие территории Якутии и Хабаровского края. В ходе исследования построены карта распределения эпицентров землетрясений (рис. 1), диаграммы распределения количества и энергии землетрясений по годам, а также карты изолиний сейсмической активности (рис. 2-5).

Сейсмичность территории рассматривалась за период с 1968 г. (год, когда была создана сеть сейсмостанций на территории Магаданской области) по февраль 2013 г. включительно. Пространственные и энергетические характеристики землетрясений получены на основании каталогов Геоинформационной системы «Сейсмичность Магаданской области», разработанной В.М. Шарафутдиновым, первичными материалами являлись сейсмологические данные Магаданского филиала геофизической службы РАН [8; 9].

Всего на рассматриваемой территории с 1968 по 2013 г. зарегистрировано более 4600 сейсмических событий разных энергетических классов, из них 83 сильных землетрясения с энергетическим классом К >= 12 (см. рис. 1). В год регистрируется от 34 до 305, землетрясений, энергетического класса - больше 8.

Диаграммы распределения количества землетрясений по годам показали, что период изменения максимума годового числа землетрясений составляет приблизительно 7-10 лет. Минимальные количества землетрясений регистрировалось в 1968-1972, 1978-1979, 1992-1995 гг. Максимальные количества землетрясений соответствуют 1975-1976, 1981-1982, 2000, 2004, 20092010 гг.


Рис. 1. Карта пространственного распределения эпицентров землетрясений энергетического класса К>= 8 Магаданской области за период 1968-2013 гг.
 
 
Рис. 2. Карта изолиний сейсмической активности А10 Магаданской области за период 1968-1978 гг.


Рис. 3. Карта изолиний сейсмической активности А10 Магаданской области за период 1979-1989 гг.

 
Однако резкое снижение числа регистрируемых землетрясений в 1993-1995 гг. может быть связано с сокращением сети сейсмо- станций на территории Магаданской области в 90-е гг. (сеть сейсмостанций Магаданской области сократилась до 5, вместо 15 в начале 1993 г.). Повышение числа землетрясений за последние 10-12 лет также может быть связано с переходом Геофизической службы РАН на цифровую технику и ростом числа сейсмических станций.

 
Рис. 4. Карта изолиний сейсмической активности А10 Магаданской области за период 1990-2000 гг.

 
Рис. 5. Карта изолиний сейсмической активности А10 Магаданской области за период 2001-2013 гг.

Для изучения пространственно-временных закономерностей распределения землетрясений рассматриваемой территории строились карты изолиний сейсмической активности Магаданской области за весь период инструментальных наблюдений, а также за разные временные интервалы: за год, 5 лет, 10 лет и др. Построенные карты изолиний сейсмической активности позволили выявить миграцию максимумов сейсмической активности от северо-запада к востоку территории. Наиболее наглядно миграцию максимумов сейсмической активности демонстрирует сравнение карт изолиний сейсмической активности за четыре десятилетия: 1968-1978, 1979-1989, 1990-2000 и 2001-2013 гг.

Так, в период времени 1968-1978 гг. (см. рис. 2) максимальная сейсмичность фиксировалась на северо-западе Магаданской области, на границе с Якутией (центр сейсмического узла приблизительно соответствует координатам 64° с. ш. и 146° в. д.). Именно здесь произошло крупнейшее сейсмическое событие Северо-Востока России - Артык- ское землетрясение 1971 г. (К = 1 6,8). Также повышенная активность фиксировалась в районе 62° с. ш. и 147° в. д. - в районе сильного Кулинского землетрясения 1972 г. (К=14), и в южной, центральной части Магаданской области (60° с. ш. и 153° в. д.) - здесь за это время зарегистрировано несколько землетрясений энергетического класса К >= 12.

В период 1979-1989 гг. сейсмичность территории значительно снизилась, сейсмический максимум сместился на восток (62° с. ш. и 154° в. д.) - к центру Магаданской области (см. рис. 3). Здесь в это время зарегистрированы сильные Купкинские землетрясения 1979 и 1981 гг. с энергетическим классом 13,3 и Омсукчанское (1987) с К =12,3.

В следующее десятилетие (1990-2000) северо-запад территории становится практически асейсмичным. Максимальное количество землетрясений, по-прежнему, соответствует южной, центральной части Магаданской области (60° с. ш. и 153° в. д.). Здесь вновь зарегистрировано несколько сильных землетрясений энергетического класса К > 12. По прежнему активен Купкинский район (62° с. ш. и 154° в. д.), где в 1992 г. регистрируется землетрясение энергетического класса К =13,7. Новый максимум сейсмичности фиксируется еще восточнее (62° с. ш. и 157° в. д.) (см. рис. 4).

С 2001 по 2013 г. максимальная сейсмичность также сосредоточена на востоке. Но, при этом северо-западная часть территории становится активнее, по сравнению с предыдущим десятилетием (см. рис. 5).
Вывод о миграции максимумов сейсмической активности согласуется с результатами анализа тенденций сейсмичности Магаданской области, показавшими, что «локальная «вспышка» сейсмической активности продолжается не более десятка лет и сменяется новой «вспышкой» на другом участке» [2].

Выводы
На основании разработанной программы для расчета сейсмической активности, построенных карт изолиний сейсмической активности А10, анализа каталогов землетрясений получены следующие выводы:

В год регистрируется от 34 до 305 землетрясений энергетического класса больше 8, период изменения максимума годового числа землетрясений составляет приблизительно 7-10 лет.

Суммарная энергия землетрясений (за исключением 1971 г.) не превышает 10145 Дж в год и значительно не увеличивается, несмотря на увеличение в последние годы числа регистрируемых землетрясений.

За период инструментальных наблюдений (1968-2013) максимумы сейсмической активности смещались с северо-запада к центральной, а затем к восточной части рассматриваемой территории. Можно предположить, что максимум сейсмичности вновь «вернется» на северо-запад территории в следующие десятилетия, а затем постепенно будет «продвигаться» на восток.

Библиографический список

1. Брачун Т.А. SeismoAc - программа для расчета сейсмической активности в Магаданской области / Т.А. Брачун, Л.Ю. Калинина, Д.А. Беспалов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013618006 от 28.08.2013 г
2. Мишин С.В. Тенденции процесса сейсмической активности / С.В. Мишин, В.М. Шарафутдинов // Современные проблемы науки и образования. - 2009. - № 5. - С. 21-28.
3. Раутиан Т.Г. Об определении энергии землетрясений на расстояниях до 3000 км / Т.Г. Раутиан // Труды института физики Земли АН СССР - 1964. - № 32(199). - С. 88-93.
4. Ризниченко Ю.В. Сейсмическая активность территории СССР / Ю.В. Ризниченко. - М. : Наука, 1979. - 192 с.
5. Салтыков В.А. Параметры сейсмичности Камчатки в 2003 г / В.А. Салтыков, Н.М. Кравченко // Вестн. КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. - 2004. - № 3. - С. 36-45.
6. Сейсмическое районирование территории СССР Методические основы и региональное описание карты 1978 г. - М. : Наука, 1980. - 308 с.
7. Уломов В.И. Об основных положениях и технических рекомендациях по созданию новой карты сейсмического районирования территории Российской Федерации / В.И. Уломов // Сейсмичность и сейсмическое районирование Северной Евразии. - М. : ОИФЗ РАН, 1995. - Вып. 2-3. - С. 9-26.
8. Шарафутдинов В.М. Разработка и формирование Геоинформационной системы «Сейсмичность Магаданской Области», возможности ее применения / В.М. Шарафутдинов // Геоинформатика. - 2009. - № 3. - С. 52-56.
9. Шарафутдинов В.М. Геоинформационная система «Сейсмичность Магаданской области» / В.М. Шарафутдинов, С.Б. Малиновский // Свидетельство о государственной регистрации Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам № 2011615022 от 24.06.2011 г
 

Вестник Северо-Восточного государственного университета
Магадан 2014. Выпуск 22

Категория: Естественные науки | Добавил: x5443x (24.06.2016)
Просмотров: 86 | Теги: сейсмическая активность | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016