Обоснование основных положений деформационной модели подготовки очага корового землетрясения

  • А.К. Певнев ФГБУН Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН, Россия, 123995, г. Москва, ул. Б. Грузинская, д. 10, стр. 1
Ключевые слова: региональные и локальные поля напряжений, принцип Сен-Венана, упругий изгиб, геодезический мониторинг, прогноз землетрясений

Резюме

Актуальность работы. В статье обоснованно показано, что сейсмогенным является самый верхний слой земной коры мощностью до 25 километров. Цель работы. В статье приведены доказательства того, что коровая сейсмичность порождается вовсе не региональными полями напряжений однородного сдвига, как это было принято в стратегии решения проблемы прогноза землетрясений, а локальными полями упругих напряжений экспоненциального вида. Такие поля возникают в том или ином участке сейсмогенного разлома из‑за появления на этом участке концентратора напряжений. Согласно принципу Сен-Венана такой концентратор напряжений (дополнительная нагрузка в системе) порождает локальное поле напряжений экспоненциального вида. Максимальная величина напряжения в этом поле расположена в месте приложения дополнительной нагрузки (в разломе) и очень быстро (экспоненциально) убывает в обе стороны от разлома. Такие концентраторы напряжений возникают на тех участках сейсмогенного разлома, на которых в силу тех или иных причин прекращаются смещения по разлому. Г. А. Гамбурцев провидчески предвидел данную ситуацию и очень метко такие концентраторы назвал «спайками»». Возникновение локального поля напряжений в месте появления спайки обусловлено тем, что импульс силы, порождаемый спайкой мал по сравнению с количеством движения всей системы блоков рассматриваемого разлома и, следовательно, он остановит смещение блоков лишь в пределах спайки, но смещения блоков вне спайки будут продолжаться в прежнем режиме. Среди причин, порождающих концентраторы напряжений в разломе можно назвать следующие: вариации различных полей напряжений, изменяющие величину коэффициента трения в разломе; влияние температуры и давления; вариации флюидных процессов; механические «зацепы» блоков из‑за неровностей их соприкасающихся поверхностей и др. Методы исследования. Факт существования рассматриваемых локальных полей напряжений подтвержден геодезическими исследованиями – результатами повторных геодезических измерений в эпицентральных зонах сильных землетрясений. Результаты работы. Эти результаты позволяют сделать следующие выводы: 1) достоверно определен признак подготовки очага корового землетрясения, которым является нарастающая во времени деформация упругого изгиба горных пород в его очаге; 2) с позиций решения проблемы прогноза землетрясений главным и определяющим результатом этих исследований является то, что происходящие в готовящемся очаге деформационные процессы захватывают и земную поверхность, ибо именно это открывает большие возможности в решении этой проблемы; 3) с помощью специальных геодезических систем (прогнозных профилей) можно обнаруживать места подготовки очагов готовящихся землетрясений, т. е. осуществлять точный прогноз места будущего землетрясения; 4) так как энергия очага землетрясения функционально связана с его размерами, то определив с помощью прогнозных профилей длину участка сейсмогенного разлома, упруго деформированного подготовкой землетрясения, можно осуществить и точный прогноз максимально возможной силы будущего землетрясения.

22  |    17
Опубликован
2021-03-30