авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Камчатский государственный университет имени Витуса ...»

-- [ Страница 3 ] --

Надежность выявленной тенденции пониженных значений параметра (V)·V за 7 лет до сильнейшего землетрясения с учетом значений после землетрясения около 99%, без их учета, что важно для прогноза - около 92%.

Процесс заполнения областей сейсмических затиший должен проявляться в их разных пространственно-временных и связанных с ними энергетических масштабах (Раздел 3), и в пределе - в масштабе сильнейшего землетрясения, заполняющего соответствующую сейсмическую брешь. Чаще всего этот процесс сопровождается форшоковой активизацией, а иногда и появлением сильных форшоков [Касахара, 1985;

Федотов, 2005;

Федотов и др., 2012].

По мнению К. Касахара форшоки являются эквивалентами разрывов вокруг магистральной трещины и могут быть выделены в областях долгое время сейсмически неактивных. Он также считает, что большинству землетрясений, если не всем, предшествуют форшоки [Касахара, 1985]. Учитывая предполагаемую общую природу сейсмических брешей - затиший разного масштаба (Раздел 3) можно развить этот вывод и предположить, что процесс их заполнения на всех уровнях является наиболее характерной чертой сейсмичности на заключительной стадии сейсмического цикла.

Предлагаемая схема заполнения областей затиший согласуется с концепцией концентрационного критерия [Соболев, Завьялов, 1980;

Соболев, Пономарев, 2003] и потенциально может служить ее дополнением. Однако, необходимо уточнить, что процесс заполнения зон затиший, и главной из них - сейсмической бреши в области готовящегося очага сильнейшего землетрясения, по-видимому, заканчивается не сильнейшим землетрясением, а плотным заполнением этой области его афтершоками.

В дополнение к полученным результатам, важно подчеркнуть, что для сейсмического прогноза важен не только уровень форшоковой активизации, но и ее характерные особенности: энергетический спектр сейсмических событий (определяемый наклоном графика повторяемости), статистические особенности сейсмического процесса, характер реакции на внешние возмущающие воздействия и т.д. Вполне вероятно, что комплексные работы в этом направлении дадут достаточно надежный прогностический критерий.

4.3. Выводы раздела Целью представленного в Разделе исследования явилось решение следующей задачи: на основе развитых в Разделе 3 представлений о статистических свойствах сейсмического процесса показать изменения этих свойств в очаге сильнейшего землетрясения на заключительной стадии сейсмического цикла, а также определить роль сейсмических активизаций и затиший в этом процессе.

Основные полученные результаты заключаются в следующем. За несколько десятилетий до сильнейшего землетрясения, на III, заключительной, стадии сейсмического цикла в его очаге наблюдается пониженный уровень образования лавинообразных процессов с одновременным понижением их средней интенсивности.

Таким образом, сейсмический процесс в этот период является достаточно однородным в долговременном плане. Это создает хорошие условия для выделения аномальных процессов, характеризующих достаточно быстрые (несколько месяцев) изменения состояния сейсмоактивной среды в период подготовки сильнейших землетрясений.

Масштабные параметры в статистическом распределении плотности сейсмического потока в этот период практически не меняются и могут служить уточняющим калибровочным уровнем для определения вариаций параметров A10 и A11, применяемых, при построении ДСП по методу С.А. Федотова.

Важнейшие изменения происходят в последние 7 лет сейсмического цикла в областях сейсмических затиший разного пространственно-временного масштаба. В этот период наблюдается процесс заполнения таких областей, расположенных в пределах и поблизости от очага готовящегося землетрясения, продолжающийся и в период афтершоковых процессов после него. При этом относительная концентрация таких областей уменьшается монотонно.

Вероятно, данное явление связано с особенностями процесса разрушения относительно монолитной вначале области очага. Такой процесс разрушения, не заканчивающийся сильнейшим землетрясением, по-видимому, является общим и наиболее характерным для стадий его подготовки и реализации.

Реально наблюдаемые свойства сейсмического процесса на заключительной стадии сейсмического цикла гораздо сложнее и связаны, как было отмечено ранее с появлением различного рода пространственных и временных структур, масштабы которых зависят от конкретных условий, с изменением распределения землетрясений по энергетическим диапазонам, а также с изменением характера связи между землетрясениями, в том числе и удаленными, и т.д. В настоящее время эти данные весьма многообразны, часто носят описательный характер, поэтому для эффективного использования требуют дальнейшего осмысления и, возможно, уточнения в рамках предлагаемой (см. Раздел 3) или иной модели.

Использованная статистическая модель сейсмического процесса, а также полученные на ее основе результаты могут существенно дополнить представления о процессах, сопровождающих подготовку землетрясений, и повысить таким образом надежность сейсмических прогнозов, а полученные представления могут быть основой для нахождения других существенных прогностических характеристик сейсмического процесса.

К сожалению, в данном исследовании не получен достаточно ясный ответ на вопрос: каким образом повышение сейсмической активности при подготовке очагов сильнейших землетрясений, наблюдаемое по параметру A10 в течение около последних лет, подобного роста для параметра A11 и параметра относительного выделения сейсмической энергии D [Федотов, 2005;

Федотов и др., 2008] согласуется с его практически неизменными статистическими масштабами (результат данной работы). Тем не менее, согласование этих фактов, по-видимому, является ключевым моментом в определении понятия «сейсмическая активизация» - одного из важнейших сейсмологических понятий.

Хотя полученные результаты в представленном виде в наибольшей степени применимы для долгосрочных прогнозов, общие выводы о свойствах сейсмического процесса и его развитии при подготовке сильнейших землетрясений могут быть полезными и для построения более точных по времени сейсмических прогнозов.

Методика данной работы может быть перенесена в другие сейсмоактивные регионы со схожими с Курило-Камчатской островной дугой сейсмотектоническими условиями. Ее результаты и выводы могут быть использованы для развития других моделей сейсмоактивной среды, отражающих изменения свойств сейсмического процесса при подготовке сильнейших (M 7.7), а возможно и сильных (M ~ 7) землетрясений.

5. Долгосрочный прогноз на основе суммарной выделившейся сейсмической энергии 5.1. Введение Прежде всего, необходимо заметить, что одно из основных понятий, используемых в представляемом методе ДСП, «сейсмический цикл», предполагает повторяющийся характер накопления - выделения упругой энергии в различных участках сейсмогенной зоны между сильнейшими (М 7.7) землетрясениями в них [Федотов, 1965, 1968]. Во время таких землетрясений выделяется основная часть накопленной энергии. Между ними на II, спокойной, стадии сейсмического цикла.

График суммарной выделившейся сейсмической энергии E(t), где E сейсмическая энергия, t - время, представляет собой ступенчатую линию. Ее средний за длительный период времени наклон определяется длиной рассматриваемой части Курило-Камчатской островной дуги и долговременной интенсивностью региональных тектонических процессов, которая в первом приближении может считаться одинаковой вдоль всей Курило-Камчатской дуги [Федотов, 2005;

Федотов и др., 2007].

В случае близкого к строго периодичному и стабильному процессу полоса, охватывающая ступеньки графика накопления - выделения сейсмической энергии E(t), хорошо определяет границы ее минимальных и максимальных значений. В этом идеальном случае возможен точный прогноз предельных значений времени и энергии следующего сильнейшего землетрясения. Описание физических моделей такого процесса изложено в работах [Касахара, 1985;

Моги, 1988].

Реальный сейсмический процесс определяется, во-первых, наличием нескольких относительно независимых процессов в разных готовящихся очагах сильнейших землетрясений [Соболев, 1998], во-вторых, - наличием множества факторов, в том числе - сложного спектра цикличностей ([Хаин, Халилов, 2008;

и др.], Приложение А), делающих каждый из этих процессов нерегулярным, как по величине сброшенной упругой энергии, так и по периоду сброса накопившейся энергии в каждом из этих очагов. Но учитывая баланс сбрасываемой и накапливающейся сейсмической энергии E, а также физические пределы для максимальной величины последней, необходимо предположить наличие определенных максимальных и минимальных значений полосы, охватывающей график E(t) и в реальном случае.

Успешный прогноз на основе кумулятивных графиков выделившейся сейсмической энергии для Камчатки и Курильских о-вов был дан в работе [Федотов, Чернышев, 1987]. В ней на основе анализа зависимостей E(t) сейсмогенных зон Камчатки и Курильских о-вов сделан вывод, что сейсмическое затишье, отсутствие сильнейших землетрясений, на Камчатке вряд ли продлится дольше, чем до 1995 2000 гг. Этот прогноз успешно оправдался: почти в середине этого интервала, определенного нижней границей полосы E(t), 5.XII 1997 г. произошло Кроноцкое землетрясение с M = 7.8-7.9.

В настоящем исследовании приводятся данные по аналогичному прогнозу следующих вероятных периодов и максимальных магнитуд следующего сильнейшего (M 7.7) землетрясения Курило-Камчатской островной дуги в наиболее активной части сейсмогенной зоны на глубинах до 80-100 км. Его результаты существенно уточняют долгосрочный прогноз на основе представляемого метода.

В качестве источника данных о временах, координатах и магнитудах сильных курило-камчатских землетрясений были использованы следующие каталоги: [Новый каталог…, 1977] - с 1900 по 1977 гг.;

каталог Северной Евразии под ред.

Уломова В.И., Кондорской Н.В. (http://socrates.wdcb.ru/scetac/): 1900-1995 гг.;

NEIС (http://neic.usgs.gov): 1996-2009 гг.

5.2. Построение временных графиков суммарной сейсмической энергии для сейсмогенной зоны Курило-Камчатской островной дуги При построениях использовались данные о сильных курило-камчатских землетрясениях с магнитудами M 7 и глубинами H 100 км. Нижняя граница M = 7.1 определена в качестве общего уровня представительности каталога за весь период для его Камчатской и Курильской частей. При этом, как было оценено на основе каталога Северной Евразии (http://socrates.wdcb.ru/scetac/) и анализа графиков повторяемости курило-камчатских землетрясений, учитывается около 93% всей выделяемой сейсмической энергии.

К Камчатской части сейсмогенной зоны, протянувшейся от ее стыка с сейсмогенной зоной Алеутской островной дуги вдоль восточного побережья Камчатки, отнесена также южная часть области очага гигантского Камчатского землетрясения 4.XI 1952 г., M = 8.5 (до о-ва Онекотан).

К Курильской части, расположенной восточнее Курильских островов, отнесено ее продолжение возле юго-восточного побережья о. Хоккайдо с очагами землетрясений 4.III 1952 г., M = 8.3 и 25.IX 2003 г., M = 8.1 (см. рисунок 1, Раздел 1).

На рисунке 17 представлены кумулятивные графики E(t) для выделенных Камчатского (общая протяженность 950 км) и Курильского (длина 1300 км) участков Курило-Камчатской сейсмогенной зоны. Сейсмическая энергия E оценивалась аналогично [Федотов, Чернышев, 1987] на основе формулы:

lg[E, Дж] = 1.5·M + 4.6 (см. выражения (1) и (2), Раздел 1).

В предположении однородности сейсмического процесса вдоль всей Курило Камчатской сейсмогенной зоны данные по Курильскому участку нормированы на величину 950/1300. Необходимо заметить, что совмещение обоих графиков в точке 1900 - условное. Тем не менее, оно оправдано, так как в первую половину рассматриваемого промежутка времени (до 1952 г.) графики близки.

Наибольшее различие в ходе данных графиков (см. рисунок 17) наблюдается после гигантского Камчатского землетрясения 4.XI 1952 г., M = 8.5 и сильнейшего землетрясения в Курильском участке 4.III 1952 г., M = 8.3. В Курильском участке сейсмическая энергия после этих событий в дальнейшем выделялась в достаточной степени равномерно десятью землетрясениями с M = 7.7-8.2. В Камчатском участке в период 1953-2009 гг. наблюдалось общее относительное затишье. В этот период здесь произошло лишь два землетрясения с M = 7.8-7.9 (15.XII 1971 г., M = 7.8 и 5.XII 1997 г., M = 7.8-7.9) и одно землетрясение с магнитудой 7.6-7.7 (4.V 1959 г.).

Рисунок 17. Суммарная сейсмическая энергия E(t), выделившаяся в 1900-2010 гг. при землетрясениях с M 7.0, H 100, в Камчатской части Курило-Камчатской сейсмогенной зоны, и суммарная энергия Курильской части, нормированная с учетом отношения размеров этих частей: 950 и 1300 км [Федотов и др., 2011]. 1 - график E(t) для Камчатки;

2 аналогичный график для Курильских островов, нормированный в соответствии с соотношением размеров Курильской и Камчатской частей;

3 - линия, соответствующая средней скорости выделения сейсмической энергии по данным для Курильской части сейсмогенной зоны;

4 минимальный и максимальный уровни, представленные отклонениями от средней линии во время подготовки и возникновения сильнейших землетрясений Курило-Камчатской островной дуги.

На рисунке 18 представлены данные по суммарному выделению сейсмической энергии для всей Курило-Камчатской сейсмогенной зоны (включая, как уже было сказано, ее продолжение возле юго-западного побережья о. Хоккайдо). Средняя сейсмическая энергия, выделяемая в год во всей Курило-Камчатской островной дуге, аналогично [Федотов, 1987] была определена на основе ее полной суммы за 110 лет.

Полученное значение скорости выделения сейсмической энергии равно 16.3·1015 Дж/год, что соответствует одному землетрясению с M = 7.7-7.8 в год.

Можно отметить достаточно хорошую аппроксимацию линиями с таким наклоном как верхней, так и нижней границ ступенчатых вариаций графика E(t) (см.

рисунок 18). В качестве возможных вариантов нижней границы выбраны параллельные линии, пересекающие ось времени t в точках 1904 г. и 1913 г. В этих случаях предельная дата следующего неглубокого сильнейшего землетрясения во всей Курило-Камчатской островной дуге с максимальной энергией в интервале от энергии, накопленной перед землетрясением 3.II 1923 г., M = 8.5 до суммарной энергии двух землетрясений с M = 8.3 и M = 8.5, 4.III 1952 г. и 4.XI 1952 г., находится в интервале 2015-2023 гг. (см. рисунок 18).

Рисунок 18. Суммарная сейсмическая энергия E(t), высвобожденная в 1900-2010 гг.

при землетрясениях с M 7.0, H 100 в пределах всей Курило-Камчатской островной дуги (включая ее продолжение возле юго-западного побережья о. Хоккайдо с очагами землетрясений 4.III 1952 г., M = 8.3 и 25.IX 2003 г., M = 8.1, см. рисунок 1 Раздела 1) [Федотов и др., 2011]. 1 - график E(t) для всей дуги;

2 - минимальные и максимальный его уровни (наклон определен по средней скорости выделения сейсмической энергии);

3 оценки среднего и максимального времен следующего сильнейшего (M 7.7) землетрясения;

4 - вероятная оценка времени следующего сильнейшего землетрясения, определенная по периодичности сильнейших землетрясений с T = 5.06 года (пояснения в тексте ниже и на рисунке 21), серым фоном указано стандартное отклонение;

5 - нижняя граница полосы, ограничивающей группу землетрясений 1952-1978 гг., см. также рисунок 19.

На рисунке 19 представлены данные по суммарной сейсмической энергии с 1900 г. для землетрясений Курильской части Курило-Камчатской сейсмогенной зоны.

Как и для всей зоны в целом, в данном случае можно уверенно определить среднюю величину выделяемой сейсмической энергии - 10.4·1015 Дж/год, что составляет 0.64 от значения, определенного для всей дуги.

Так как отношение длины Курильской части (1300 км) и общей длины зоны Курило-Камчатской сейсмогенной зоны (2250 км) равно близкому значению 0.58, можно считать подтвержденной гипотезу однородности процесса накопления-сброса упругой энергии вдоль всей Курило-Камчатской островной дуги [Федотов, 2005] с точностью до 10%.

Рисунок 19. Суммарная сейсмическая энергия E(t), высвобожденная в 1900-2010 гг.

при землетрясениях с M 7.0, H 100 в пределах Курильской части сейсмогенной зоны (включая продолжение возле юго-западного побережья о. Хоккайдо с очагами землетрясений 4.III 1952 г., M = 8.3 и 25.IX 2003 г., M = 8.1, см. рисунок 1 Раздела 1) [Федотов и др., 2011]. 1 - график E(t);

2 - минимальные и максимальный его уровни;

3 оценки среднего и максимального времен следующего сильнейшего (M 7.7) землетрясения;

4 - 50% граница интервала для момента следующего сильнейшего землетрясения, серым фоном указан 80% интервал (пояснения в тексте ниже и на рисунке 22);

5 - границы полосы, представленной группой землетрясений 1952-1978 гг., см. также рисунок 18.

По данным рисунка 19 предельная дата следующего сильнейшего (M = 7.7-8.5) землетрясения, к которой может быть накоплена энергия, эквивалентная серии трех сильнейших курильских землетрясений 1915 и 1918 гг. или двух 2006 и 2007 гг., для данной части дуги - около 2022 гг.

Средняя скорость накопления-сброса сейсмической энергии в Камчатской части Курило-Камчатской сейсмогенной зоны (рисунок 20), определенная как разность двух полученных выше, равна 6.0·1015 Дж/год. Очевидно, что в этой части к настоящему времени уже накоплена энергия, практически эквивалентная сейсмической энергии гигантского Камчатского землетрясения 4.XI 1952 г., M = 8.5, а следующее сильнейшее землетрясение с такой или меньшей (до M = 7.7) магнитудой должно произойти до 2015 г.

Рисунок 20. Суммарная сейсмическая энергия E(t), выделенная в 1900-2010 гг. при землетрясениях с M 7.0, H 100 в пределах Камчатской части сейсмогенной зоны [Федотов и др., 2011]. 1 - график E(t);

2 - минимальные и максимальный его уровни;

3 границы полосы, представленной группой землетрясений 1952-1997 гг.;

4 - варианты оценок времени следующего сильнейшего (M 7.7) землетрясения, пояснения - в тексте;

5 - 67% доверительный интервал времени следующего сильнейшего землетрясения по всей Курило Камчатской островной дуге по данным о сериях землетрясений (рисунок 21).

В противном случае к следующему предельному сроку (2027 г.) на площади всего восточного побережья Камчатки может быть накоплена энергия, эквивалентная сейсмической энергии двух землетрясений 4.III 1952 г., M = 8.5 и 4.XI 1952 г., M = 8.3.

Можно заметить, что часто вместо одного сильнейшего землетрясения с магнитудой M ~ 9 (яркие примеры: Камчатское землетрясение 4.XI 1952 г., M = 8.5 и землетрясение Тохоку 11.III 2011 г., M = 8.9) возникает серия более слабых землетрясений с M ~ 8. Такими были серия курильских землетрясений 1958-1978 гг. и менее выраженная серия камчатских землетрясений 1959-1997 гг. (см. рисунки 17-19).

Это - другой возможный, и, вероятно, не менее опасный из-за продолжительности воздействия, вариант развития сейсмического процесса.

Во время таких серий наблюдаются более узкие локальные полосы, охватывающие близкие к периодичным участки графиков E(t). Изменение наклона ограничивающих уровней: максимального и минимального, отражает изменение средней скорости выделения сейсмической энергии в этих сериях (см. рисунки 18-20), что указывает на ограниченное по времени изменение режима выделения сейсмической энергии. Можно, однако, ожидать, что темп ее выделения, определенный на десятилетия, в этом случае не превысит средний темп во всей Курило-Камчатской зоне (см. рисунки 18 и 19).

Нижняя линия полосы локального участка графика E(t) в период камчатских землетрясений 1959-1997 гг. показывает ближайшее вероятное время следующего сильнейшего землетрясения в пределах Камчатского участка при условии продолжения отмеченной тенденции 2011-2012 гг.6, при этом ожидаемая магнитуда равняется M = 7.7-8.0 (см. рисунок 20). Необходимо отметить, что приведенное время было получено в качестве оценки ближайшей границы. Определение нескольких границ с большим разбросом связано с существенным недостатком данных для Камчатского участка.

С учетом отмеченной выше величины накопленной в участке энергии возможно землетрясение и большей силы, вплоть до M = 8.5, захватывающее всю сейсмическую Этот результат получен по данным до 2010 г., однако, он верен и по настоящее время в качестве начала очередного наиболее сейсмически опасного периода. По результатам Приложения А этот период длится с г. по II 2016 г. В целом, исследование связи цикличности сейсмического процесса и предельных уровней накопления сейсмической энергии, а также других его кумулятивных параметров представляется достаточно перспективным направлением исследований.

брешь возле побережья Южной Камчатки и Авачинского залива (участки 11б и 12б, см. рисунок 1, Раздел 1).

5.3. Прогноз временных интервалов следующих сильнейших землетрясений Курило Камчатской островной дуги Подтверждением сказанного выше о возможных явных периодичностях процесса выделения сейсмической энергии являются данные рисунка 21, на котором представлены времена - t и общее число N(t) землетрясений с M 7.7 в пределах Курило-Камчатской сейсмогенной зоны исключением землетрясения (за 15.XII 1971 г., M = 7.8, расположенного на стыке Алеутского и Курило-Камчатского желобов).

Некоторые временные интервалы между землетрясениями не превышают 1 года, в таких случаях землетрясения считались зависимыми и рассматривались как одно событие. Из приведенных данных (см. рисунок 21) видно, что интервал времени, близкий к 5 годам (5.06), является преобладающим в сериях событий и представлен тремя группами, включающими от четырех до шести событий.

Рисунок 21. Суммарное количество N(t) сильнейших (M 7.7), H 100, землетрясений Курило-Камчатской островной дуги по времени с 1900 по 2010 гг. [Федотов и др., 2011].

1 - времена землетрясений;

2 - линейные приближения в предположении о квазипериодичности повторения землетрясений с T = 5.06 лет;

3 - прогноз следующего события;

4 - 67% доверительный интервал.

При условии продолжения серии землетрясений 1994-2007 гг. во всей Курило Камчатской зоне оценка (по данным 2010 г.) времени следующего землетрясения с M 7.7, имеющего глубину меньше 100 км в ней оказывается равной XII 2011 г. при стандартной ошибке ±1 год. Эта оценка согласуется с оценками, полученными выше для Камчатского участка (см. рисунок 20). Однако, как показало дальнейшее развитие сейсмического процесса, указанная серия событий, по-видимому, была прервана, и интервал времени от предыдущего (15.XI 2006 г.) до следующего сильнейшего неглубокого курило-камчатского землетрясения составит, как минимум, 7-9 лет (Приложение А), что выходит за доверительные границы выделенного 5-летнего периода.

Вероятное время следующего неглубокого землетрясения с M 7.7 в пределах Курильской части можно оценить по интервалам между последовательными землетрясениями в ней. На рисунке 22 представлена аппроксимация интервалов времени между последовательными землетрясениями с M 7.7 и H 100 км Курильской части Курило-Камчатской сейсмогенной зоны с 1900 по 2009 гг. экспоненциальным распределением с характерным временем 7.2 года (аналогичный график для всей Курило Камчатской островной дуги приведен в работах [Федотов и др., 2007]).

Рисунок 22. Эмпирическое распределение интервалов времени t между сильнейшими (M 7.7) землетрясениями c H 100 км Курильской части Курило Камчатской сейсмогенной зоны в 1900-2010 гг. [Федотов и др., 2011]. 1 - график кумулятивного эмпирического распределения интервалов времени t;

2 - аппроксимация экспоненциальным распределением, = 7.2 года.

На основе этой модели по данным на 2010 г. получены следующие оценки (см.

рисунок 19) для: 50% (2010-2015 гг.) и 80% (2010-2022 гг.) прогнозных интервалов времени следующего сильнейшего землетрясения в Курильской части Курило Камчатской сейсмогенной зоны. Уточнение этих результатов на настоящее время зависит от степени временной связи сейсмических событий, но в качестве приближенной оценки можно их сохранить.

Полученная на основе статистического распределения верхняя граница, 2022 г., приблизительно соответствует верхней границе для ожидаемого землетрясения во всей Курило-Камчатской островной дуге (см. рисунок 18). Это совпадение весьма условно, но, по-видимому, указывает степень опасности сильнейшего землетрясения в этом участке.

Таким образом, наиболее вероятным местом следующего сильнейшего землетрясения с M 7.7, имеющего глубину меньше 100 км, в пределах Курило Камчатской сейсмогенной зоны является ее Камчатская часть, в которой с 1952 г.

практически непрерывно накапливается сейсмическая энергия и в настоящее ее суммарная величина эквивалентна землетрясению с M = 8.5.

Ожидаемая магнитуда следующего землетрясения в этой части 7.7-8.0, но с учетом общей накопленной энергии не исключено и землетрясение с M = 8.5, охватывающее всю сейсмическую брешь, образованную участками 11б и 12б (см.

рисунок 1, Раздел 1). Полученное вероятное время такого землетрясения - 2010 2012 гг., по-видимому, указывает на начало наиболее опасного интервала времени:

III 2010-II 2016 гг. (Приложение А). Эти данные согласуются с ДСП по методу С.А. Федотова [Федотов и др., 2012].

Для Курильской части в настоящее время накоплена энергия достаточная для землетрясения с магнитудой 8.0, и существует, по крайней мере, 50% вероятность сильнейшего землетрясения в этом участке до 2015-2016 г.

5.4. Выводы раздела На основе изучения данных о суммарной сейсмической энергии, выделявшейся в 1900-2010 гг. в сейсмогенной зоне Курило-Камчатского региона, получены приближенные оценки наиболее вероятных периодов следующего сильнейшего землетрясения в его Камчатской и Курильской частях. Эти оценки могут быть использованы для уточнения основных результатов ДСП для исследуемого региона по представляемому методу, последние из которых опубликованы в работе [Федотов и др., 2012] (см. также Раздел 1).

Полученные результаты показывают, что в настоящее время основная часть сейсмической энергии всей Курило-Камчатской островной дуги накоплена в районе Камчатки, и в период с 2010 г. здесь повышена вероятность следующего землетрясения с M = 7.7-8.0. Этот вывод совпадает с последними опубликованными результатами ДСП для этого региона [Федотов и др., 2012]. Верхняя оценка вероятного периода такого землетрясения - 2023-2027 гг., когда в Камчатском участке может быть накоплена сейсмическая энергия, эквивалентная сумме энергии двух предыдущих гигантских землетрясений 3.II 1923 г., M = 8.5, и 4.XI 1952 г., M = 8.5.

Верхняя граница времени следующего сильнейшего (M = 7.7-8.5) землетрясения в Курильской части островной дуги - 2022-2023 гг. Вероятность землетрясения здесь в этот период - около 80 %.

Вероятное время следующего сильнейшего землетрясения в Курило Камчатской дуге в целом уточнено в Приложении А. Там же рассматривается сравнение полученных результатов с результатами метода долгосрочного сейсмического прогноза на основе лунно-солнечных циклов [Серафимова, Широков, 2012].

Особенностью использованной в исследовании методики является введенное представление о локальных во времени квазипериодических сериях землетрясений с определяющих узкие локальные полосы значений графиков E(t).

M = 8, Предполагается, что темп выделения сейсмической энергии в таких сериях, определенный на десятилетия, хотя иногда и может превышать региональный (Курильские о-ва), но вряд ли может быть выше среднего темпа во всей Курило Камчатской сейсмогенной зоне.

Заключение, выводы Долгосрочный сейсмический прогноз является важнейшим (ДСП) направлением работ по прогнозу сейсмической опасности. Результаты, получаемые на основе ДСП, могут быть использованы для заблаговременной подготовки к сильным землетрясениям, а также служить надежной базой для уточнения сейсмической опасности методами среднесрочных и краткосрочных прогнозов.

Основой метода ДСП, разработанного С.А. Федотовым почти полвека назад, являются представления о сейсмических брешах и сейсмическом цикле очагов сильнейших землетрясений. Этот метод непрерывно развивался и показал высокую оправдываемость в Курило-Камчатском регионе и его продолжении у побережья Северо-Восточной Японии. Основные положения метода неоднократно проверялись и подтверждались и, таким образом, они могут служить надежной базой для теоретических исследований.

Расширение используемых в методе теоретических представлений о свойствах сейсмического процесса и совершенствование применяемых методик, их распространение в другие сейсмоопасные регионы важны как для повышения точности и надежности прогнозов сейсмической опасности, так и для их согласования с прогнозами на основе других методов.

В Разделе 1 были изложены основные положения и описаны базовые методики представляемого метода ДСП С.А. Федотова. В качестве важнейшего результата приведены последние опубликованные результаты долгосрочного сейсмического прогноза для Курило-Камчатской островной дуги на IX 2011-VIII 2016 гг. [Федотов, 2012].

Был сделан вывод, что базовые положения метода, основанные на фундаментальных свойствах сейсмического процесса, и применяемые при построении прогнозов апробированные методики характеризуются высоким потенциалом развития.

В разделах 2-5 исследовались различные аспекты сейсмического процесса:

пространственно-временные и энергетические. Основная цель этой части представленного исследования - совершенствование апробированных методик представляемого метода. Важной частью этих исследований является изучение особенностей III, заключительной стадии сейсмического цикла.

В Разделе 2 приведена разработанная автором методика определения величины наклона графика повторяемости землетрясений на основе баланса средних по энергетическим диапазонам величин энергии землетрясений [Соломатин, 2011].

Величина используется при построении ведущего сейсмологического параметра метода - сейсмической активности A10, а также параметра A11. Эти параметры, наряду с параметром D в представляемом методе ДСП определяют интенсивность сейсмического процесса, и их точное определение важно для повышения надежности вероятностных оценок сейсмической опасности.

Предложенная методика основана на новом соотношении и является существенным развитием представлений, изложенных в работе М.А. Садовского [Садовский, Писаренко, 1999]. Полученное соотношение, имея принципиально иной смысл по сравнению с законом повторяемости Гутенберга-Рихтера, одновременно является более точным для используемого материала, землетрясений Курило Камчатской сейсмогенной зоны. Показана также большая устойчивость определяемых с его помощью сейсмологических параметров.

Важно отметить, что, несмотря, на то, что предлагаемый метод лучше подходит для описания повторяемости землетрясений исследуемого региона, он не является универсальным. В частности, он верен лишь приближенно для вулканических землетрясений, которые определяются сложными и многосторонними процессами.

Интенсивность сейсмического процесса является достаточно сложным понятием, не определяемым однозначно плотностью сейсмических событий.

Основная цель Раздела 3, а также следующего (Раздел 4) состояла в выделении особенностей сейсмического процесса, определяющих его активизацию, наблюдаемую на основе базовых для представляемого метода сейсмологических параметров, и сопровождающую завершающую стадию развития очага сильнейшего землетрясения.

На основе формализованных представлений о сейсмических затишьях, регулярной части сейсмического процесса и лавинообразных его активизациях автором представлена новая статистическая модель сейсмичности, охватывающая самый широкий диапазон ее вариаций. Для сейсмогенной зоны Курило-Камчатской островной дуги получены зависимости значений параметров предложенной модели от пространственно-временного и энергетического масштабов изучения сейсмического процесса.

Представленная модель позволила выявить такие важные свойства сейсмичности, как размеры пространственно-временных областей взаимодействия очагов землетрясений и закон распределения размеров областей сейсмических затиший. Предложена гипотеза общей природы областей сейсмических затиший в широком пространственно-временном диапазоне вплоть до сейсмических брешей областей развития сильнейших землетрясений [Федотов, 1965, 1968, 2005].

В качестве одного из наиболее перспективных в прогностическом плане рассмотрен параметр, составленный на основе соотношения характеристик регулярной и нерегулярной частей сейсмического процесса, и предлагаемый для описания его пространственно-временной неоднородности.

На основе применения представленной выше модели к сейсмическому процессу в очагах сильнейших курило-камчатских землетрясений на форшоковой и афтершоковой стадиях сейсмического цикла в Разделе 4 показано, что обе эти стадии характеризуются общим процессом преобладающего заполнения областей сейсмических затиший. Этот вывод является в достаточной степени нетривиальным и указывает на то, что структурные изменения в очаге сильнейшего землетрясения играют не менее важную роль, чем энергетические.

Сделан ряд и других выводов, позволяющих составить представление о сложном характере процессов подготовки очага сильнейшего землетрясения и в перспективе уточнять опасность среднесрочных и краткосрочных аномалий в качестве предвестников сильнейшего землетрясения.

Необходимо заметить, что проведенные в Разделах 3 и 4 исследования, несмотря на полученные в них важные результаты, не позволили решить основную поставленную задачу: уточнение природы значительной сейсмической активизации, определяемой на основе ведущего параметра представляемого метода - A10 (Раздел 1), а также параметров A11 и D.

В работе предложены возможные направления исследований для объяснения этого факта, здесь же важно подчеркнуть перспективность учета не только пространственно-временных свойств, но и энергетического спектра сейсмического процесса. В этом плане, возможно, полезным окажется развитие результатов Раздела на основе изучения свойств баланса энергии сейсмического процесса на заключительной стадии сейсмического цикла.

Представляемый метод ДСП предназначен, в первую очередь, для определения наиболее вероятных мест следующих землетрясений. Временные интервалы прогноза на основе представляемого метода ДСП составляют 5 и больше лет, поэтому в качестве важных его дополнений применяются методики явного определения времени следующего сильнейшего землетрясения.

В Разделе 5 приведены материалы по развитию методики определения времени следующего сильнейшего землетрясения всего исследуемого региона, или его отдельных частей, Курильской и Камчатской, по накопленной сейсмической энергии, успешно примененной в работе [Федотов и др., 1987, 2011]. Наиболее важным уточнением, предложенным автором, явилось выделение ограниченных во времени локальных квазипериодических серий сильнейших землетрясений.

На основе полученных результатов были сделаны оценки наиболее вероятных периодов и максимальных магнитуд следующих сильнейших землетрясений, как для всей Курило-Камчатской сейсмогенной зоны, так и отдельно для каждой части Курильской и Камчатской [Федотов и др., 2011]. Показано, что верхняя граница времени следующего сильнейшего землетрясения во всей Курило-Камчатской сейсмогенной зоне находится в интервале 2015-2027 гг. Для Курильской ее части она соответствует 2022 г., а для Камчатской: 2015-2027 гг. Предполагаемая нижняя граница времени сильнейшего землетрясения (по данным 2010 г.) - 2010-2012 гг., при условии продолжения квазипериодичной с периодом 5 лет серии сильнейших землетрясений 1994-2006 гг.

По-видимому, последнее условие было нарушено, и последнюю оценку надо считать началом наиболее сейсмически опасного периода.

Приложения А-В (приведены в конце работы после Списка литературы) содержат исследования, существенно расширяющие возможности представляемого метода ДСП, но непосредственно не связанные с апробированными методиками.

В Приложении А приведено исследование по уточнению времени следующего сильнейшего землетрясения региона на основе предполагаемой цикличности сейсмического процесса.

В исследовании в предположении общих периодических факторов, влияющих на сейсмическую и вулканическую активности, и большого пространственного масштаба их воздействия автором выделены наиболее существенные общие циклические компоненты. Такой подход обеспечил достаточную надежность получаемых результатов без привязки полученных цикличностей к воздействующим факторам с известными периодами, что отличает данное исследование от ряда других работ [Гусев, 2008;

Широков, 1977;

Серафимова, Широков, 2012 и др.].

Важной частью данного исследования является авторская разработка методики определения хода региональной вулканической активности по известным активизациям вулканов, не являющихся в общем случае извержениями.

На основе полученных результатов построен метод сейсмического прогноза и уточнены границы текущего наиболее вероятного интервала времени для сильнейших землетрясений всей Курило-Камчатской островной дуги: до II 2016 гг., что вполне соответствует данным, полученным на основе накопления сейсмической энергии в регионе. С учетом последних данных долгосрочного сейсмического прогноза по представляемому методу [Федотов и др., 2012] наиболее вероятным местом такого землетрясения является район, включающий юг Камчатки и Авачинский залив.

Хотя в настоящее время полученный прогноз существенно уточняет данные о периоде наибольшей сейсмической опасности в исследуемом регионе, недостатком полученных решений для прогноза в среднем является длительный, 75% период, времени ожидания такой опасности. Устранить этот недостаток, по-видимому, можно использованием других циклических компонент.

Выявлен также долговременный, до 2027 г. период повышенной сейсмической опасности также согласующийся с прогнозом на основе накопления сейсмической энергии (Раздел 5).

Наряду с изучением свойств сейсмического процесса, позволяющих определять вероятность возникновения сильнейших землетрясений, для оценки сейсмической опасности важно изучение зависимости интенсивности сейсмического воздействия от магнитуды и удаленности очага землетрясения. В Приложении Б приведена разработанная автором методика уточнения параметров уравнения макросейсмического поля сильных и сильнейших курило-камчатских землетрясений, а также полученные на ее основе результаты, которые существенно уточняют имеющуюся для исследуемого региона зависимость.

Важной особенностью предложенной методики является сочетание двух подходов в представлении данных для искомого макросейсмического поля:

интерполяционного и регрессионного.

Основными недостатками найденного решения являются отсутствие учета сложного характера генерации и распространения воздействия и упрощенное представление о концентрации излучения сейсмической энергии в точке гипоцентра.

Развитие предложенной методики возможно на основе расширения использованной базы данных, в том числе, полученных для других сейсмоопасных регионов.

Сейсмогенная область Северо-Восточной Японии, являющаяся продолжением сейсмогенной зоны Курило-Камчатской островной дуги, относится к наиболее перспективным районам для расширения области регулярного применения указанного метода. С этим районом связан первый на его основе верный прогноз места сильнейшего землетрясения 16.V 1968 г., M = 7.9.

В Приложении В приведены результаты применения метода для ретроспективного прогноза землетрясения возле о-ва Хоккайдо 25.IX 2003 г., M = 8. [Федотов и др., 2004], а также данные по прогнозу места следующего сильнейшего землетрясения Северо-Восточной Японии, составленному в 2005 г. и оправдавшемуся 11.III 2011 г. в результате заполнения указанной в нем протяженной сейсмической бреши возле о-ва Хонсю [Федотов и др., 2012].

Ключевым моментом переноса используемых в представляемом методе ДСП методик в район Северо-Восточной Японии является определение соотношения между имеющейся для этого района магнитудой MJMA и энергетическим классом K, используемым для прогноза в Курило-Камчатском регионе.

Для построения регрессионного соотношения в представленном исследовании автором использована редко применяемая методика на основе независимо ранжированных компонент данных. В рассматриваемом случае такая методика эквивалентна сопоставлению наклонов графиков повторяемости землетрясений, вычисленных на основе этих шкал. Результат применения такой методики позволяет увеличить точность определения параметров регрессии.

Диапазон направлений в настоящем исследовании охватывает самый широкий спектр проблем развития представляемого метода ДСП и повышения точности, а также надежности оценок на его основе. Практическая же значимость работ по представляемому методу ДСП показана в Приложении Г, где приведен перечень государственных документов, научным обоснованием которых явились данные сейсмических прогнозов по представляемому методу.

Список сокращений ДСП — долгосрочный сейсмический прогноз;

ЗП — закон повторяемости (землетрясений);

ИВиС ДВО РАН — Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской академии наук;

КФ ГС РАН и СФ ГС РАН — Камчатский и Сахалинский филиалы Геофизической службы Российской академии наук;

ППВ — период повышенной вероятности (землетрясений);

JMA — Японское метеорологическое агентство;

ISC — Международный сейсмологический центр, Великобритания;

NEIC — Национальный центр информации о землетрясениях Геологической службы США.

Список условных обозначений A10 — сейсмологический параметр, имеющий смысл количества землетрясений энергетического класса K = 10, приходящихся в год на площадь 103 км2;

сейсмологический параметр, определяется аналогично но по A11 A — землетрясениям с K 11.1 (см. Раздел 1);

D — относительная величина сбрасываемой сейсмической энергии (см. Раздел 1);

E — сейсмическая энергия;

H — глубина землетрясений или показатель Херста (Hurst) в Приложении А;

I — оценка сейсмического воздействия землетрясения по шкале MSK-64;

K (а также KC, KС67,...) — энергетический класс землетрясений;

S 0. M (а также mb, MS, MLH,...) — магнитуда землетрясений;

— наклон графика повторяемости землетрясений.

Литература 1. Абубакиров И.Р., Гусев А.А., Гусева Е.М. Отражение процесса подготовки Кроноцкого землетрясения 05.12.97 во временных вариациях скорости спада огибающих кода-волн слабых землетрясений // Кроноцкое землетрясение на Камчатке 5 декабря 1997 года: предвестники, особенности, последствия. — Петропавловск-Камчатский: КГАРФ, 1998. — С. 112-120.

2. Аптикаев Ф.Ф., Шебалин Н.В. Уточнение корреляций между уровнем макросейсмического эффекта и динамическими параметрами движения грунта // Вопросы инженерной сейсмологии. — 1988. — Вып. 29. — С. 98-108.

3. Атлас землетрясений в СССР. Результаты наблюдений сейсмических станций СССР в 1911-1957 гг. — М.: Изд. АН СССР, 1962. — 337 с.

4. Болдырев С.А. Отражение структуры и свойств литосферы в сейсмическом поле Камчатского региона // Физика Земли. — 2002. — № 6. — С. 5-28.

5. Большое трещинное Толбачинское извержение. Камчатка 1975-1976 / Колл.

монография под ред. Федотова С.А. — M.: Наука, 1984. — 637 с.

6. Владимиров В.А., Воробьев Ю.Л., Малинецкий Г.Г., и др. Управление риском.

Риск, устойчивое развитие, синергетика. — М.: Наука, 2000. — 432 с.

7. Востриков Г.А. Связь параметров графика повторяемости, сейсмического течения и очага землетрясения. М.: ГИН РАН, 1994. 292 с. (Тр. ГИН;

— — Вып. 482).

8. Гусев А.А. Многомасштабное порядковое группирование в последовательности землетрясений Земли // Физика Земли. — 2005. — № 10. — С. 30-45.

9. Гусев А.А. О реальности 56-летнего цикла и повышенной вероятности сильных землетрясений в Петропавловске-Камчатском в 2008-2011 гг. согласно лунной цикличности // Вулканология и сейсмология. — 2008. — № 6. — С. 55-65.

10. Гусев А.А., Шумилина Л.С. Моделирование связи балл-магнитуда-расстояние на основе представления о некогерентном протяженном очаге // Вулканология и Сейсмология. — 1999. — № 4-5. — С. 29-40.

11. Гусев А.А., Шумилина Л.С., Акатова К.Н. Об оценке сейсмической опасности для города Петропавловска-Камчатского на основе набора сценарных землетрясений // Вестник ОНЗ РАН. Электр. научно-инф. журнал. Раздел:

научные сообщения. № Режим доступа:

2005. 1 (23).

— — http://geo.web.ru/Mirrors/ivs/bibl/sotrudn/stgusev/ gusevao2005scenario[1].pdf (дата обращения 16.05.2013).

12. Гумбель Э. Статистика экстремальных значений. — М.: Мир, 1965. — 450 с.

13. Гущенко И.И. Извержения вулканов мира: Каталог. — М.: Наука, 1979. — 475 с.

14. Завьялов А.Д. Среднесрочный прогноз землетрясений. Основы, методика, реализация. — М.: Наука, 2006. — 256 с.

15. Завьялов А.Д., Никитин Ю.В. Процесс локализации сейсмичности перед сильными землетрясениями Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1999.

— № 4-5. — С. 83-89.

— 16. Касахара К. Механика землетрясений. — М.: Мир, 1985. — 264 с.

17. Кейлис-Борок В.И., Кособоков В.Г. Периоды повышенной вероятности возникновения для сильнейших землетрясений мира / Математические методы в сейсмологии и геодинамике. — М.: Наука, 1986. — С. 48-58.

18. Кособоков В.Г. Прогноз землетрясений: основы, реализация, перспективы / Прогноз землетрясений и геодинамические процессы. М.: ГЕОС, 2005.

— — 175 с. (Прогноз землетрясений и геодинамические процессы. Вычислительная сейсмология, Выпуск 36, часть I).

19. Кирнос Д.П., Харин Д.А., Шебалин Н.В. История развития инструментальных сейсмических наблюдений в СССР / Землетрясения СССР. М.: Изд-во АН — СССР, 1961. — С. 9-16.

20. Киселев Б.В., Киселев В.Б. Различия в динамике солнечной и геомагнитной активности // Вопросы геофизики. Вып. 39. — СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, — 2006. — Уч. записки СПбГУ. — № 439. — С. 130-139.

21. Малышев А.И., Тихонов И.Н. Опыт разработки элементов методики краткосрочного прогноза сильных землетрясений по потоку слабых сейсмических событий // Очаги сильных землетрясений Дальнего Востока. — Южно-Сахалинск, 1997. С. 29-46. (Геодинамика тектоносферы зоны — сочленения Тихого океана с Евразией;

Т. V).

22. Матвиенко Ю.Д. Применение метода М8 на Камчатке: успешный заблаговременный прогноз землетрясения 5 декабря 1997 г. // Вулканология и сейсмология. — 1998. — № 6. — С. 27-36.

23. Моги К. Предсказание землетрясений. — М.: Мир, 1988. — 382 с.

24. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР (с древнейших времен до 1975 г.) / Отв. ред.: Кондорская Н.В., Шебалин Н.В. М.: «Наука», — 1977. — 536 с.

25. Орлов А.И. Математика случая. Вероятность и статистика - основные факты. — М.: МЗ-Пресс, 2004. — 110 с.

26. Ребецкий Ю.Л. Разломы как особое геологическое тело. Модель развития крупномасштабного хрупкого разрушения / Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть, газ и их парагенезы. Материалы Всероссийской конференции, 22-25 апреля 2008 г. — М.: ГЕОС, 2008. — С. 418-420.

27. Ризниченко Ю.В. Метод суммирования землетрясений для изучения сейсмической активности // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. № 7.

1964.

— — — С. 969-977.

28. Родкин М.В. Модель развития синергетического эффекта при сильных катастрофах // Геоэкология. 2005. — № 1. — С. 81-87.

— 29. Родкин М.В. Сейсмический режим в обобщенной окрестности сильного землетрясения // Вулканология и сейсмология. — 2008. — № 6. — С. 66-77.

30. Рыков В.В., Иткин В.Ю. Математическая статистика и планирование эксперимента: Конспект лекций для студентов специальности 230401 «Прикладная математика». РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2009.

— — 303 с.

31. Ризниченко Ю.В. Метод суммирования землетрясений для изучения сейсмической активности // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. № 7.

1964.

— — — С. 969-977.

32. Рихтер Ч.Ф. Элементарная сейсмология. — М.: ИЛ, 1963. — 670 с.

33. Садовский М.А. Сейсмика взрывов и сейсмология // М.А. Садовский.

Геофизика и физика взрыва: Избр. тр. — М.: Наука, 1999. — С. 119-127.

34. Садовский М.А., Писаренко В.Ф. Сейсмический процесс в блоковой среде. — М.: Наука, 1991. — 96 с.

35. Садовский М.А., Писаренко В.Ф. О параметрах закона повторяемости землетрясений // М.А. Садовский. Геофизика и физика взрыва: Избр. тр. — М.: Наука, 1999. — С. 266-269.

36. Салтыков В.А., Кравченко Н.М. Комплексный анализ сейсмичности Камчатки 2005-2007 гг. на основе регионального каталога // Вулканология и сейсмология.

2009. — № 4. — С. 53-63.

— 37. Салтыков В.А., Кугаенко Ю.А. Сейсмические затишья перед двумя сильными землетрясениями 1996 г. на Камчатке // Вулканология и сейсмология. — 2000. — № 1. — С. 57-65.

38. Серафимова Ю.К., Широков В.А. Прогнозирование сильных землетрясений, вулканических извержений и цунами для различных регионов Земли на основе изучения их связи с лунным приливом 18.6 г. и 22-летним Хейловским циклом солнечной активности // Сейсмологические и геофизические исследования на Камчатке. К 50-летию детальных сейсмологических наблюдений / Под ред.

Гордеева Е.И., Чеброва В.Н. — Владивосток: Новая книга, 2012. — С. 305-328.

39. Сейсмическое районирование территории Российской Федерации - ОСР-97.

Карта на 4-х листах (Гл. ред. Страхов В.Н. и Уломов В.И.). — ОИФЗ РАН. — М.:


НПП Текарт, 2000.

40. Соболев Г.А. Обоснование Г.А. Гамбурцевым программы исследований по прогнозу землетрясений // Вестник ОГГГГН РАН. № 2 (4). Режим 1998эл.

— — доступа: http://www.scgis.ru/russian/cp1251/dgggms/2-98/sobolev.htm.

41. Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. — М.: Наука, 1993. — 312 с.

42. Соболев Г.А. Стадии подготовки сильных камчатских землетрясений // Вулканология и сейсмология. — 1999. — № 4-5. — С. 63-72.

43. Соболев Г.А. Динамика современной сейсмичности Курило-Камчатский сейсмоактивной зоны // Вулканология и сейсмология. — 2010. — № 6. — С. 3- 44. Соболев Г.А. Концепция предсказуемости землетрясений на основе динамики сейсмичности при триггерном воздействии. — М.: ИФЗ РАН, 2011. — 56 с.

45. Соболев Г.А., Завьялов А.Д. О концентрационном критерии сейсмогенных разрывов // ДАН СССР. — 1980. — Т. 252. — № 1. — С. 69-71.

46. Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.:

— Наука, 2003. — 270 с.

47. Соболев Г.А., Тюпкин Ю.С. Аномалии в режиме слабой сейсмичности перед сильными землетрясениями Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1996.

— № 4. — С. 64-74.

— 48. Соболев Г.А., Тюпкин Ю.С. Стадии подготовки, сейсмические предвестники и прогноз землетрясений на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 1998.

— — № 6. — С. 17-26.

49. Соловьев С.Л., Соловьева О.Н. Соотношение между энергетическим классом и магнитудой Курильских землетрясений // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1967.

— № 2. — С. 37-50.

— 50. Соломатин А.В. Закон повторяемости землетрясений и энергетический баланс сейсмического процесса // Вопросы инженерной сейсмологии. 2011. T. 39.

— — № 4. — C. 39-48.

— 51. Соломатин А.В. Построение уточненной модели уравнения макросейсмического поля для землетрясений Курило-Камчатского региона.

Интерполяционный и регрессионный подходы // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат.

науки. — 2013. — № 1 (6). — C. 30-42.

52. Соломатин А.В. Исследование связи вулканической активности и сильнейших землетрясений Курило-Камчатского региона // Вулканология и сейсмология.

2014а (принята к печати в № 1 2014 г.).

— 53. Соломатин А.В. Исследование статистических свойств сейсмического процесса Курило-Камчатской сейсмогенной зоны // Вулканология и сейсмология. — 2014б (сдана в редакцию).

54. Соломатин А.В. Исследование характеристик сейсмического процесса на заключительном этапе подготовки сильнейших землетрясений Курило Камчатской сейсмогенной зоны // Вулканология и сейсмология. 2014в — (сдана в редакцию).

55. Страхов В.Н., Уломов В.И., Шумилина Л.С. Комплект новых карт общего сейсмического районирования Северной Евразии // Физика Земли. 1998.

— — № 10. — С. 92-96.

56. Тихонов И.Н. Методика среднесрочного прогноза времени возникновения сильнейших (М 7.5) землетрясений (на примере района Южных Курильских островов). — Препр. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 1999. — 35 с.

57. Тихонов И.Н. Закон повторяемости отрезков времени между последовательными землетрясениями // Доклады Академии наук. Т. 387. № 2. С. 250 2002.

— — — — 252.

58. Тихонов И.Н. Обнаружение и картирование сейсмических затиший перед сильными землетрясениями Японии // Вулканология и сейсмология. — 2005.

№ 5. — С. 1-17.

— 59. Тихонов И.Н. Методы и результаты анализа каталогов землетрясений для целей средне- и краткосрочного прогнозов сильных сейсмических событий.

Владивосток, Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2006. — 214 с.

— 60. Тихонов И.Н., Василенко Н.Ф., Прытков А.С., Спирин А.И., Фролов Д.И.

Катастрофические Симуширские землетрясения 15 ноября 2006 года и января 2007 года // Тез. докл. межд. науч. симп. Проблемы сейсмобезопасности Дальнего Востока и Восточной Сибири. Южно-Сахалинск, 2007. — С. 27.

61. Тихонов И.Н., Рыбин А.В., Чибисова М.В. Некоторые закономерности времени возникновения сильных извержений вулканов Курильской островной дуги // Литосфера. — 2011. — № 3. — C. 134-143.

62. Уломов В.И. Динамика земной коры Средней Азии и прогноз землетрясений. — Ташкент: ФАН, 1974. — 218 с.

63. Уломов В.И., Данилова Т.И., Медведева Н.С., Полякова Т.П. О сейсмогеодинамике линеаментных структур горного обрамления Скифско Туранской плиты // Физика Земли. — 2006. — №7. — С. 17-33.

64. Уломов В.И., Данилова Т.И., Медведева Н.С., Полякова Т.П., Шумилина Л.С. К оценке сейсмической опасности на Северном Кавказе // Физика Земли. 2007.

— № 7. — С. 31-45.

— 65. Федотов С.А. О закономерностях распределения сильных землетрясений Камчатки, Курильских островов и северо-восточной Японии // Тр. ИФЗ АН СССР. — 1965. — № 36. — С. 66-93.

66. Федотов С.А. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской области // Проблема цунами. Вопросы образования и распространения морских разрушительных волн от землетрясений и их оперативный прогноз. М.:

— Наука, 1967. — С. 121-131.

67. Федотов С.А. О сейсмическом цикле, возможности количественного сейсмического районирования и долгосрочном сейсмическом прогнозе // Сейсмическое районирование СССР. — М.: Наука, 1968. — С. 121-150.

68. Федотов С.А. Энергетическая классификация курило-камчатских землетрясений и проблема магнитуд. — М.: Наука, 1972. — 116 с.

69. Федотов С.А. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги. — М.: Наука, 2005. — 302 с.

70. Федотов С.А. Даты 50 лет исследований Института вулканологии СО АН СССР - Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, 1962-2012 годы, его предыстории, деятельности и достижений // Вулканология и сейсмология. — 2013. — № 2. — С. 3-11.

71. Федотов С.А., Соломатин А.В., Чернышев С.Д. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги на 2004-2008 гг. и ретроспективный прогноз Хоккайдского землетрясении 25 сентября 2003 г., M = 8.1 // Вулканология и сейсмология. — 2004. — № 5. — С. 3-22.

72. Федотов С.А., Соломатин А.В., Чернышев С.Д. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги на 2006-2011 гг. и успешный прогноз Средне-Курильского землетрясения 15 XI 2006 г., М = 8.2 // Вулканология и сейсмология. — 2007. — № 3. — С. 3-25.

73. Федотов С.А., Соломатин А.В., Чернышев С.Д. Афтершоки и область очага Средне-Курильского землетрясения 15.XI 2006 г., Мs = 8.2;

долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги на IV 2008-III 2013 гг. // Вулканология и сейсмология. — 2008. — № 6. — С. 3-23.

74. Федотов С.А., Соломатин А.В., Чернышев С.Д. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги на IX 2010-VIII 2015 гг., достоверность предыдущих прогнозов и их применение // Вулканология и сейсмология. — 2011. — № 2. — С. 3-27.

75. Федотов С.А., Соломатин А.В., Чернышев С.Д. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги на IX 2011-VIII 2016 гг.;

вероятные место, время и развитие следующего сильнейшего землетрясения Камчатки с М 7.7 // Вулканология и сейсмология. — 2012. — № 2. — С. 3-26.

76. Федотов С.А., Чернышев С.Д. 20 лет долгосрочного сейсмического прогноза для Курило-Камчатской дуги: достоверность в 1981-1985 гг., в целом за 1965 1985 гг. и прогноз на 1986-1990 гг. // Вулканология и сейсмология. 1987.

— — № 6. — С. 93-109.

77. Федотов С. А., Чернышев С.Д. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги: достоверность в 1986-2000 гг., развитие метода и прогноз на 2001-2005 гг. // Вулканология и сейсмология. — 2002. — № 6. — С. 3 24.

78. Федотов С.А., Чернышев С.Д., Чернышева Г.В., Викулин А.В. Уточнение границ очагов землетрясений с M 7 свойств сейсмического цикла и долгосрочного сейсмического прогноза для Курило-Камчатской дуги // Вулканология и сейсмология. — 1980. — № 6. — С. 52-67.

79. Федотов С.А., Чернышева Г.В., Шумилина Л.С. Оценка сейсмической опасности землетрясений с М 6, сопровождающих сильнейшие (М = 8) тихоокеанские землетрясения // Вулканология и сейсмология. — 1993. — № 6. — С. 3-12.

80. Федотов С.А., Чернышев С.Д., Матвиенко Ю.Д., Жаринов Н.А. Прогноз Кроноцкого землетрясения 5 декабря 1997 г., M = 7.8-7.9, Камчатка и его сильных афтершоков с M 6 // Вулканология и сейсмология. — 1998. — № 6. — С. 3-16.

81. Федотов С.А., Шумилина Л.С. Сейсмическая сотрясаемость Камчатки // Изв.

АН СССР. Физика Земли. — 1971. — № 9. — С. 3-15.

82. Федотов С.А., Шумилина Л.С, Чернышева Г.В., Потапова О.В. Долгосрочный сейсмический прогноз и развитие очага Шикотанского землетрясения 4 октября 1994 г. // Федеральная служба сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений. Информационно-аналитический бюллетень. Экстренный выпуск. — М: ФССНПЗ, 1994. — С. 56-67.

83. Хаин В.Е., Халилов Э.Н. Пространственно-временные закономерности сейсмической и вулканической активности. Burgas: SWB, 2008. ISBN 978 — — 9952-451-00-9. — 304 с.

84. Шебалин Н.В. Методы использования инженерно-сейсмологических данных при сейсмическом районировании // Сейсмическое районирование СССР. — М.:

Наука, 1968. — С. 95-111.

85. Шебалин Н.В. О равномерности шкалы балльности // Сейсмическая шкала и методы измерения сейсмической интенсивности. М.: Наука, 1975. С. 222 — — 233.

86. Широков В.А. Влияние космических факторов на геодинамическую обстановку и ее долгосрочный прогноз для северо-западного участка Тихоокеанской тектонической зоны // Вулканизм и геодинамика. М.: Наука, 1977. С. 103 — — 115.

87. Широков В.А. Влияние девятнадцатилетнего прилива на возникновение больших камчатских извержений и их долгосрочный прогноз // Геологические и географические данные о БТТИ, 1975-1976 гг. — М.: Наука, 1978. — С. 164-170.

88. Широков В.А. Опыт краткосрочного прогноза времени, места и силы камчатских землетрясений 1996-2000 гг. с магнитудой М = 6-7.8 по комплексу сейсмологических данных // Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. / Отв. ред. Иванов Б.В. Петропавловск-Камчатский.


— 2001. — С. 95-116.

— 89. Широков В.А. Влияние общепланетарных космических факторов на возникновение сильных вулканических извержений Земли и проблема их долгосрочного прогноза // Материалы конференции, посвященной Дню вулканолога, марта г. Петропавловск-Камчатский.

27-29 2008, — Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2008. — С. 305-314.

90. Широков В.А., Дубровская И.К. О планетарной сейсмотектонической природе роев вулканических землетрясений, связанных с подготовкой извержения Корякского вулкана в 2008 г. // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Труды Второй региональной научно технической конференции. Петропавловск-Камчатский. 11-17 октября 2009 г. / Отв. ред. Чебров В.Н. — Петропавловск-Камчатский: ГС РАН, 2010. С. 249 — 253.

91. Широков В.А., Серафимова Ю.К. О связи 19-летнего лунного и 22-летнего солнечного циклов с сильными землетрясениями и долгосрочный сейсмический прогноз для северо-западной части Тихоокеанского тектонического пояса // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. — 2006. — № 2. — Вып. № 8. — С. 120-133.

92. Широков В.А., Серафимова Ю.К. Прогноз сильных извержений вулканов Тихоокеанского тектонического пояса на ближайшие 20 лет на основе применения метода фазовых траекторий // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. — 2008. — № 2. — Вып. № 12. — С. 154-163.

93. Шрейдер С.Ю. Определение сейсмических затиший в терминах временных интервалов между событиями // Вычислительная сейсмология. М.: Наука, — 1990. — Вып. 23. С. 37-57.

— 94. Эстева Л. Сейсмичность // Сейсмический риск и инженерные решения. / Пер. с англ. под ред. Ломнитца Ц., Розенблюта Э. — М.: Недра, 1981. — С. 162-203.

95. Aki К. Maximum likelihood estimate of b in the formula lg N = a – bM and its confidence limits // Bull. Earthq. Res. Ins. — 1965. — V. 43. — P. 237-239.

96. Bhattacharya P., Chakrabarti B.K., Kamal, Debashis S. Fractal models of earthquake dynamics. 2009. Режим доступа: http://arxiv.org/abs/0906.1931v1 (дата обращения 15.05.2013).

97. Bormann P. From Earthquake Prediction Research to Time-Variable Seismic Hazard Assessment Applications // Pageof. — 2010. — V. 168. — P. 329-366.

98. Corral A. Statistical Tests for Scaling in the Inter-Event Times of Earthquakes in Режим доступа:

California. http://arxiv.org/abs/0910.0055v1 (2008) (дата обращения 15.05.2013).

99. Gufeld I.L., Matveeva M.I., Novoselov O.N. Why we cannot predict strong earthquakes in the Earth’s crust // Geodynamics & Tectonophysics. — 2011. — V. 2. — № 4. — P. 378 415.

100. Habermann R.E., Wyss M. Background seismicity rates and precursory seismic quiescence: Imperial Valley, California // Bulletin of the Seismological Society of America. — October 1984. — V. 74. N 5. — P. 1743-1755.

— 101. Juckett D.A. Evidence for a 17-year cycle in the IMF directions at 1 AU, in solar coronal hole variations, and in planetary magnetospheric modulations // Solar Physics. — November 1998. — V. 183. — Iss. 1. — P. 201-224.

102. Kossobokov V.G., Mazhkenov S.A. Spatial characteristics of similarity for earthquake sequences: Fractality of seismicity, Lecture Notes of the Workshop on Global Geophysical Informatics with Applications to Research in Earthquake Prediction and Reduction of Seismic Risk (15 Nov. - 16 Dec., 1988). Trieste:

— ICTP, 1988. — 15 p.

103. Pelletier, J.D. Spring-block models of seismicity: review and analysis of a structurally heterogeneous model coupled to a viscous asthenosphere // Geocomplexity and The Physics of the Earthquakes / Rundle J.B., Turcotte D.L., Klein W. (eds). — 2000. — P. 27-42.

104. Saichev A., Sornette D. «Universal» Distribution of Inter-Earthquake Times Explained / Режим доступа arXiv: physics/0604018[physics.geo-ph] 4 Apr. — 2006.

APS preprint.

— 105. ShakeMap® Manual. Technical manual, user's guide, and software guide.

2005. Режим доступа: http://pubs.usgs.gov/tm/2005/12A01/pdf/508TM12-A1.pdf (дата обращения 16.05.2013).

106. Fedotov S.A., Gusev A.A., Boldyrev S.A. Progress of Earthquake Prediction in Kamchatka // Tectonophysics. — 1972. — N 14 (3/4). — P. 279-286.

107. Wentian Li. Random Texts Exhibit Zipf’s-Law-Like Word Frequency Distribution // IEEE Transactions on Information Theory. — 1992. — В. 38. — N 6. — P. 1842-1845.

108. Wyss M., Habermann R.E. Precursory seismic quiescence // Pageof. — 1988. — V. 126. — P. 319-332.

109. Yegulalp T.M., Kuo J.T. Statistical prediction of the occurrence of maximum magnitude earthquakes // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1974. V. 64. N 2.

— — — — P. 393-414.

110. Zlobin T.K., Polets A. Yu. Relations of geodynamic processes, tectonic stresses and strong earthquakes on the Middle Kuril from 2006 through 2009 with eruption of the Sarychev Peak Volcano // Geodynamics & Tectonophysics. 2011. V. 2.

— — — N 2. — P. 161-174.

Приложение А Исследование связи вулканической активности и сильнейших землетрясений Курило-Камчатского региона на основе их периодичностей.

Прогноз наиболее сейсмически опасного периода А.1. Введение Вулканизм и сейсмичность являются наиболее яркими проявлениями глубинной активности Земли. В то же время, они являются элементами более общей системы, к которой можно отнести процессы в ее недрах, атмосфере и космосе. В результате наиболее перспективным является комплексный подход в исследовании этих явлений.

К настоящему времени установлены корреляционные связи, как вулканизма, так и сейсмичности с солнечной активностью, лунным циклом, колебаниями уровня Мирового океана, изменениями угловой скорости вращения Земли, вариациями абсолютных значений силы тяжести на больших территориях и другими явлениями.

Существует множество работ по рассматриваемой теме, но в настоящем исследовании наибольшее внимание уделено материалам работы [Хаин, Халилов, 2008], которую можно считать обобщением имеющихся данных о влиянии факторов различной природы на вулканизм и сейсмичность.

Важно отметить, что в указанной работе спектральное разложение хода вулканической и сейсмической активностей осуществляется без строгой привязки к периодичностям известных процессов. Основой же другого подхода является гипотеза об определяющем влиянии внешних процессов и упрощенной реакции на них.

Показательным в этом отношении является ряд работ по исследованию связи периодичности вулканической активности и сильных землетрясений Камчатского региона с солнечными и лунными циклами В.А. Широкова с соавторами [Широков, 1977, 1978, 2008;

Широков, Серафимова, 2006, 2008 и др.], а также А.А. Гусева [Гусев, 2008].

Основным недостатком первого подхода является сложность точного выделения значимых компонент спектра, а также их интерпретации. Основной недостаток второго - недостаточно обоснованное предположение о пассивной реакции геодинамических процессов, определяющих вулканизм и сейсмичность, на внешнее воздействие. В то же время, оба подхода являются в равной степени важными и хорошо дополняют друг друга.

Исследование, представленное в настоящем разделе, направлено на развитие некоторых результатов работы [Хаин, Халилов, 2008] в применении к Курило Камчатскому региону на основе привлечения более широкого класса проявлений активности вулканов Камчатки и Северных Курильских о-вов, а также на основе исследования периодичностей временного ряда сильнейших (M 7.7) землетрясений Камчатки и Курильских о-вов. Предполагается, что такой подход позволит выявить общую для всего региона цикличность вулканической и сейсмической активности, а также сопоставлять последние между собой и с известными периодичными воздействующими факторами.

Важной, но вспомогательной задачей является демонстрация возможностей предлагаемой концептуальной модели описания вулканической активности обширных регионов на основе числа вулканов, для которых отмечается определенная степень активности, не обязательно соответствующая извержению, т.е. на основе экспертных оценок по шкале: активен - неактивен.

А.2. Краткие сведения о регионе исследования Исследуемый Курило-Камчатский регион, характеризуется не только высокой сейсмичностью, но и активным вулканизмом. Первое описание вулканов Камчатки и их извержений, составленное С.П. Крашенинниковым, появилось в 1755 г. Однако, начало систематических вулканологических исследований на Камчатке было положено только в 1931-1935 гг. работами экспедиции академика А.Н. Заварицкого, а также других экспедиций на вулканах Авачинский, Ключевской, Толбачик, Горелый и др. [Федотов, 2013].

В 1993 г. была создана Камчатская группа реагирования на вулканические извержения Информация о состоянии вулканов Камчатки стала (KVERT).

распространяться еженедельно, а в случае начала сильного извержения - несколько раз в сутки. Современная система наблюдений за вулканами Камчатки и развитые к настоящему времени методы позволяют успешно предсказывать сильные извержения Камчатки в режиме краткосрочного прогноза (http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/).

Спутниковый же мониторинг позволяет оперативно регистрировать вулканическую активность.

Из-за больших трудностей наблюдения за вулканами Курильских о-вов данные по вулканической активности в этом районе имеют более короткую историческую базу, а Сахалинская группа реагирования на вулканические извержения - SVERT, аналогичная Камчатской, в этом районе начала работать только в 2006 г.

Данные о землетрясениях исследуемого региона представлены начиная с 1742 г.

в районе Курильских островов и с 1737 г. - в районе Камчатки [Новый..., 1977].

Полные сведения о сильнейших землетрясениях региона имеются для периода не ранее 1900 г. Наиболее же точные сейсмологические данные, связанные с началом наблюдения сетью региональных сейсмических станций, имеются для Курило Камчатского региона только с 1958 г. (Раздел 1).

А.3. Обзор полученных ранее результатов В исследованиях временных свойств вулканической активности, как уже было отмечено, часто рассматриваются определенные известные периодичности воздействия внешних факторов. Важнейшие из них - 18.6-летний лунный цикл и 22 летний цикл Хейла, связанный с солнечной активностью, а также их гармоники.

Приведенный ниже обзор исследований и их результатов, касающихся цикличности вулканических и сейсмических процессов, относятся в большей части к Курило-Камчатскому региону. Более полный обзор подобных работ приведен в работе [Хаин, Халилов, 2008].

Наиболее показательным результатом исследований по выделению цикличностей сейсмического и вулканического процессов и их связи с космическими факторами является выявленная привязка на протяжении уже 275 лет вулканических и сейсмических процессов Камчатского региона к разным фазам 6.2-летней (18.6/3 лет) гармоники лунного цикла, а также долгосрочный прогноз на основе выделенных закономерностей для Курило-Камчатской островной дуги и Северо-Восточной Японии [Широков, 1977, 1978].

В дальнейших подобных работах [Широков, 2008;

Широков, Серафимова, 2006;

Серафимова, Широков, 2012, 2008;

Гусев, 2008] такой подход развивается и применяется для других районов Тихоокеанского региона. В частности, в работе [Серафимова, Широков, 2012] на основе фазовых диаграмм лунного цикла и цикла Хейла дан прогноз сильных землетрясений, вулканических извержений и цунами для различных регионов Земли.

В работе [Гусев, 2008] на основе 3·18.6-летней гармоники лунного цикла выявлена 55.8-летняя периодичность сильнейших камчатских землетрясений, а также рассмотрен ряд других периодичностей. В целом приведенные в этой работе данные подтверждают результаты аналогичных работ В.А. Широкова.

В Разделе 5 в качестве наиболее четкой была выделена 5-летняя (5.06 лет) квазипериодичность сильнейших Курило-Камчатских землетрясений в период 1904 2006 гг., совпадающая со средним периодом их повторяемости в регионе. Подобная периодичность землетрясений региона, по сообщению В.А. Широкова, известна уже более 30 лет.

И.Н. Тихоновым с соавторами представлено решение задачи прогноза вулканических извержений на основе данных об известных извержениях вулканов Курильской островной дуги за 1914-2009 гг. В результате найдена близкая к 5-летней, но привязанная к гармонике лунного цикла периодичность 4.7 года (18.6/4) [Тихонов и др., 2011].

Последние две периодичности достаточно близки между собой и сильно отличаются от периодичности в 6.2 года, выделяемой в работах В.А. Широкова и А.А. Гусева.

Таким образом, с одной стороны, очевидна, по меньшей мере, избирательность реакции вулканической и сейсмической активностей на предполагаемое внешнее гармоническое воздействие, с другой стороны, есть основание предполагать собственные периоды этой реакции. Для обоснования этого предположения, прежде всего, можно указать на то, что процессы, влияющие на сейсмичность и вулканизм, охватывают среду, обладающую сложными, активными свойствами, поэтому нет гарантии точного совпадения периодичностей внешнего воздействия и реакции на него. Скорее, такое ожидаемое совпадение - лишь гипотеза. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже.

Цель исследования вулканической, а также сейсмической активностей Камчатки и Северных Курильских островов, представленного в настоящем разделе, состоит в выделении наиболее важных региональных закономерностей данных процессов на основе сопоставления их временных спектров. Предполагается, что такой подход позволит более детально и точно определять периоды и фазы гармоник, представляющих вариации вулканизма и сейсмичности. Это необходимо, в частности, для сопоставления достаточно изученного спектра воздействующих факторов и изучаемого спектра комплексной реакции на них геодинамической среды.

Полученный результат на основе экстраполяции найденных периодичностей может быть также использован для построения прогнозов.

А.4. Исходный материал. Его обработка и предварительный анализ Прежде всего, необходимо определиться с понятием «вулканическая активность». Традиционно данное понятие связывают с количеством и силой вулканических извержений - достаточно редких явлений. В то же время для изучаемого региона имеются гораздо более полные данные о неэксплозивных проявлениях вулканической активности, представленные группой KVERT таблица По аналогии с (http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/volcanoes/index.php), 8.

сейсмической активностью, достаточно развитым понятием, логично расширить понятие «вулканическая активность» и на эти проявления. Т.к. количественная мера трудноопределима для неэксплозивных проявлений вулканической активности (особенно на основе исторических данных), используется простая шкала экспертных оценок из двух значений: «вулкан не активен», «вулкан активен».

Существует естественное ограничение нижнего уровня «активности» возможности ее регистрации. Оно является грубым, но, как показано в настоящей статье, иногда вполне удовлетворительным.

Таблица 8. Годы активности вулканов Камчатки и Северных Курильских о-вов с 1840 г.* [Соломатин, 2014а] № Название Годы активности по IAVCEI Северная Камчатка Шивелуч 1000-27 1854, 1879-1883, 1897-1929, 1944-1950, 1964, 1980, 1993, 2001, 2004-2005, 2007, Ключевской 1000-26 1840, 1848, 1852-1854, 1865, 1877-1879, 1882-1883, 1890, 1896-1898, 1904, 1907, 1909-1911, 1913, 1915, 1922-1923, 1925-1926, 1929, 1931-1932, 1935-1939, 1944-1946, 1949, 1951, 1953-1954, 1956, 1958-1966, 1968-1974, 1977-1990, 1993-2000, 2002-2005, 2007-2010, Ушковский 1000-261 1890, Безымянный 1000-25 1955-1965, 1977, 1979-1986, 1989-1990, 1992-1993, 1995, 1997, 1999, 2000- Плоский 1000-24 1904, 1931, 1937, 1939-1941, 1954, 1956-1957, 1959-1962, Толбачик 1964, 1967-1970, 1975-1977, 2012- Центральная Камчатка Кизимен 1000-23 1928-1929, 2010- Кроноцкий 1000-20 1922- Крашенинникова 1000-19 Карымский 1000-13 1852, 1854, 1908, 1911-1912, 1915, 1921, 1923, 1925, 1929, 1932-1935, 1938, 1940, 1945-1947, 1952, 1955-1957, 1960-1967, 1970-1973, 1976-1982, 1985, 1996- Жупановский 1000-12 1882, 1925, 1929, 1940, 1956- Авачинский 1000-10 1855, 1878, 1881, 1894-1895, 1901, 1909, 1926-1927, 1938, 1945, 1991, Корякский 1000-09 1956-1957, 2008- Южная Камчатка Опала 1000-08 1854, Горелый 1000-07 1855, 1869, 1929-1932, 1947, 1961, 1980-1981, 1984- Мутновский 1000-06 1848, 1852-1854, 1898, 1904, 1916-1917, 1927-1929, 1938 1939, 1945, 1960-1961, 1996, 2000- Ксудач 1000-05 Желтовский 1000-04 1923, 1972- Ильинский 1000-03 Северные Курилы Алаид 0900-39 1854, 1860, 1894, 1933-1934, 1972, Эбеко 0900-38 1859, 1934-1935, 1946-1959, 1963, 1965, 1967, 1969, 1975, 1987, 1989-1991, 1998, 2004- Чикурачки 0900-36 1853-1859, 1958, 1961, 1964, 1973, 1986, 2002-2003, 2005, 2007- Татаринова - 1953-1959, 1962, 1973, Карпинского 0900-35 1946, 1952-1953, 1973, Пик Фусса 0900-34 1854, 1969, 1978, 1981, 1982, Примечание. * Данные взяты с www.kscnet.ru/ivs/kvert/volcanoes/index.php В работе была использована очень важная гипотеза о том, что отдельные проявления вулканической активности в среднем характеризуют ее уровень для обширных регионов, таких как Камчатка, Курильские о-ва, или даже весь Курило Камчатский регион. При этом последний рассматривается как однородная в первом приближении система [Федотов, 2005;

Федотов и др. 2007, 2008].

Представление о большом масштабе вулканических процессов удовлетворительно устраняет естественный недостаток ранних наблюдений, касающийся их пространственной неоднородности. Учет же их полноты достаточно эффективно осуществляется на уровне исключения временного тренда.

Кроме данных об активности вулканов Камчатки и Северных Курильских о-вов за период 1840-2013 гг., представленных группой KVERT, для обоснования предлагаемой методики использовались и данные по эксплозивной активности вулканов мира. Наиболее полные данные об извержениях вулканов мира из фундаментальной работы [Гущенко, 1979] учтены при сопоставлении полученных результатов с результатами работ [Хаин, Халилов, 2008;

Широков, Серафимова, 2008].

Оценки вулканической активности AV на основе предлагаемого метода (рисунок 23) определяются числом вулканов, проявляющих в течение года ту или иную активность (таблица 8). Временной тренд зависимости AV(t) отражает повышение детальности и полноты наблюдений со временем.

Уровень верхней части линии тренда (AV = 4.4) определяет оценку среднегодового числа вулканов Камчатки и Северных Курильских о-вов, которые находятся в стадии извержения или повышенной активности, при современном уровне детальности и полноты наблюдений.

После вычитания тренда получаются значения относительной вулканической активности A'V, характеризующие ее вариации. Важно, что возможные ошибки в оценке тренда могут привести к существенным ошибкам только в области длиннопериодных гармонических составляющих, что для целей настоящего исследования не является критичным.

Аддитивное представление параметра AV в виде тренда и вариаций A'V представляется допустимым в качестве первого приближения. В дальнейшем вместо понятия «относительная вулканическая активность» (A'V), отражающего в большей степени методические особенности исследования, в основном будет использоваться обычное понятие «вулканическая активность» (AV).

При подготовке к спектральному разложению данные не сглаживались.

Соответствующий алгоритм спектрального разложения был взят с сайта:

http://www.cognitivist.ru/er/kernel/prologi_spectr_fourier.xml.

Рисунок 23. Годовые числа активизированных вулканов Камчатки и Северных Курильских о-вов с 1840 по начало 2013 гг. и их сглаженный временной ход [Соломатин, 2014а]. 1 - годовые числа активизированных вулканов Камчатки и Северных Курильских о-вов AV;

2 - сглаженные значения AV и область их стандартных отклонений;

3 линейный временной тренд. Среднее годовое значение AV, приведенное к 2013 г., 4.4.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.