Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Исследование пространственно-временных особенностей сейсмичности на Северном Кавказе
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
Автореферат диссертации по теме "Исследование пространственно-временных особенностей сейсмичности на Северном Кавказе"
На правах рукописи 4840401
ГАБСАТАРОВА ИРИНА ПЕТРОВНА
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СЕЙСМИЧНОСТИ НА СЕВЕРНОМ КАВКАЗЕ
Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
Обнинск-2010
4840401
Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Геофизическая служба РАН (ГС РАН), г. Обнинск
Научный руководитель:
член-корреспондент РАН, доктор технических наук Маловичко Алексей Александрович
Официальные оппоненты:
доктор физико-математических наук Собисевич Алексей Леонидович, Учреждение Российской академии наук Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта РАН
кандидат физико-математических наук Рузайкин Александр Иванович, Учреждение Российской академии наук Институт геоэкологии имени Е.М. Сергеева РАН
Ведущая организация:
Учреждение Российской академии наук Институт динамики геосфер РАН, г. Москва
Защита состоится « £ % 2011 г. в ^00 часов на заседании
диссертационного совета Д 002.001.01, созданного при Учреждении Российской академии наук Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН) по адресу: 123995, ГСП-5, г. Москва Д-242, Б. Грузинская ул., 10, ИФЗ РАН, конференц-зал
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФЗ РАН.
Автореферат разослан «2о » ^вЛА^^Д 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук " О.В. Пилипенко
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы
Территория Северного Кавказа охватывает несколько крупных тектонических структур: северный склон мегаантиклинория Большого Кавказа - на юге, сопряженные с ним Индоло-Кубанский и Терско-Каспийский краевые прогибы - на западе и востоке и Предкавказскую (Скифскую) платформу - на севере. Сейсмическая активность региона в основном связана с сочленением этих крупных структур, являющихся геодинамически активными зонами. Сейсмический потенциал Северного Кавказа оценен картой «Общего сейсмического районирования территории Российской Федерации» ОСР-97 [Уломов, Шумилина, 1999] в 8 и 9 баллов на более чем 30% его территории.
Вместе с тем это территория с интенсивным развитием хозяйственной деятельности, высокой плотностью населения и, в основном, с низким качеством строительства, что требует детальной оценки сейсмической опасности. Сейсмологические данные являются фактическим материалом и основой для расчета сейсмической опасности и проведения детального сейсмического районирования. Их информативность напрямую зависит от эффективности сейсмических наблюдений и применяемых методик интерпретации. В последнее десятилетие региональная сеть ГС РАН на Северном Кавказе интенсивно развивается, на смену аналоговым наблюдениям пришли цифровые способы регистрации. По мере развития региональной сети цифровых сейсмических станций и накопления данных в условиях роста компьютерных технологий у сейсмологов появляются новые возможности уточнения параметров землетрясений и использования их для прогноза сейсмической опасности.
Развитие наблюдений в центральной части региона создает хорошую экспериментальную базу для применения современных методов обработки цифровых записей, основанных на поляризационных и спектральных свойствах сейсмических фаз. Это позволяет более точно получать глубины очагов в коре и верхней мантии, пространственное распределение роев слабых коровых землетрясений, характеризующих напряженное состояние среды, выявлять зоны с характерными миграционными процессами в период подготовки сильного землетрясения и устанавливать взаимодействие между структурами земной коры и верхней мантии в Терско-Сунженской зоне - одной из наиболее сейсмоактивных на Северном Кавказе.
Экономическое развитие региона сопровождается проведением взрывных работ при добыче полезных ископаемых, при строительстве туннелей, каналов и пр. Регистрация промышленных взрывов высокочувствительной аппаратурой на фоне слабых тектонических землетрясений делает весьма актуальной разработку методов распознавания природы сейсмических событий для повышения достоверности и информативности каталогов землетрясений.
3
Цель работы
Основная цель диссертационной работы - исследование пространственно-временных особенностей сейсмичности и динамики сейсмических процессов в земной коре и верхней мантии на Северном Кавказе.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи:
- определить уровень энергетической представительности землетрясений, регистрируемых современной сетью сейсмических наблюдений на Северном Кавказе, оценить погрешность локации их гипоцентров и выработать рекомендации, направленные на совершенствование сети в различных частях Северного Кавказа;
- провести систематизацию и совершенствование методов определения параметров землетрясений для различных диапазонов магнитуд;
- уточнить координаты гипоцентров землетрясений на Северном Кавказе для детального исследования распределения землетрясений по глубинам в различных зонах;
- применить методику распознавания записей взрывов и землетрясений для очистки сейсмического каталога от взрывов;
- выявить особенности записей глубоких землетрясений;
- построить пространственную структуру зоны глубоких землетрясений в Терско-Сунженской зоне Терско-Каспийского прогиба;
- изучить динамику коровой и мантийной сейсмичности в 2000-2009 гг. для центральной части Терско-Каспийского прогиба в период подготовки Курчалой-ского землетрясения 11 октября 2008 года.
Научная новизна
Впервые исследованы особенности волновой картины глубоких землетрясений Терско-Сунженской зоны на различных расстояниях по цифровым записям, обоснованно определены глубины очагов, детально исследовано их пространственное распределение. Для получения параметров землетрясений использованы методические приемы, ранее не применяемые на Северном Кавказе: поляризационная фильтрация и кепстральный анализ, метод спектрограмм для обнаружения основных и вторичных сейсмических фаз, проверки правильности их интерпретации.
Впервые для условий Северного Кавказа применен метод «двойных разностей» с целью уточнения координат гипоцентров роев слабых землетрясений и положения глубоких очагов Терско-Сунженской зоны.
Защищаемые положения
1. Система методов углубленной обработки сейсмических данных, основанная на
различных схемах кинематической интерпретации и приемах анализа волновых
форм, существенно повышающая точность определения параметров очагов
землетрясений Северного Кавказа.
2. Алгоритм обработки данных слабых сейсмических событий, основанный на спектральном анализе и классификации по подобию форм огибающих записей, представляющий эффективное средство распознавания взрывов и землетрясений на территории Северного Кавказа.
3. Новая детальная трехмерная структура области глубоких землетрясений в Терско-Сунженской зоне, построенная по представительным сейсмологическим данным последнего десятилетия.
4. Пространственно-временные особенности сейсмичности в центральной части Терско-Каспийского прогиба, проявляющиеся в период подготовки Курчапой-ского землетрясения 11 октября 2008 г. (Ms = 5.6).
Практическая значимость работы
Полученные в диссертации результаты по исследованию чувствительности сети позволили выработать предложения по совершенствованию наблюдений в различных зонах Северного Кавказа.
Систематизация методических приемов и адаптация их с учетом региональных особенностей строения среды обеспечили уточнение параметров землетрясений для последующего исследования особенностей сейсмичности на Северном Кавказе.
Полученные в работе данные о глубинах очагов землетрясений в различных зонах позволят более обоснованно проводить расчеты карт сейсмической сотрясаемости и оценок сейсмической опасности территории.
Апробация работы и публикации
Результаты исследований по отдельным разделам представлялись в виде докладов лично автором или в соавторстве на международных конференциях: XXIX IASPEI Assembly (Greece, Thessaloniki, 1997); First European Conférence on Earthquake Engineering and Seismology (Switzerland, Geneva, 2006); IUGG XXIV General Assembly (Italy, Perugia, 2007); XXXI General Assembly of the European Seismological Commission (Creete, 2008).
Основные результаты работы обсуждались на научных семинарах в Геофизической службе РАН, на пяти международных сейсмологических школах «Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных» в 2006-2010 гг. (Петергоф, Пермь, Кисловодск, Листвянка, Владикавказ); на XII Международной конференции «Активные геологические и геофизические процессы в литосфере. Методы, средства и результаты изучения» (Воронеж, 2006 г.); на Международной конференции «Сейсмичность Северной Евразии» (Обнинск, 2008 г.).
По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ в реферируемых изданиях, глава в одной монографии, в том числе 4 работы в изданиях,
5
определенных Высшей аттестационной комиссией, а также 53 печатные работы в других научных изданиях.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка использованной литературы, содержит 177 страниц машинописного текста, включая 73 рисунка и 8 таблиц. Список литературы содержит 200 библиографических наименований.
Личный вклад автора
Под руководством автора, начиная с 1985 г., создается каталог землетрясений Северного Кавказа, который используется при исследовании в настоящей работе. За период с 2000 по 2009 г. определены параметры более 9000 сейсмических событий. Получение параметров землетрясений основано на методической системе, внедренной в Информационно-обрабатывающем центре и локальных центрах ГС РАН на Северном Кавказе.
Определен уровень энергетической представительности землетрясений, обеспеченный современной сетью сейсмических наблюдений на Северном Кавказе, и оценена погрешность в локации эпицентров.
Выработаны критерии распознавания записей взрывов и землетрясений для различных трасс станция-источник по форме огибающей записи и спектральным соотношениям сейсмических фаз. Они внедрены в практику рутинной обработки для распознавания промышленных взрывов.
Создана база данных (БД) записей глубоких землетрясений и результатов их интерпретации. Составлена система признаков, которая может быть использована для распознавания этих событий и определения их параметров.
Благодарности
Автор выражает свою глубокую благодарность научному руководителю член-корреспонденту РАН A.A. Маловичко и канд. физ.-мат. наук O.E. Старовойту за постоянное внимание и поддержку проводимых исследований. Автор искренне признателен д-ру геол.-мин. наук Е.А. Рогожину за интерес, проявленный к данной работе, д-ру физ.-мат. наук И.А. Саниной, д-ру физ.-мат. наук С.С. Арефьеву, д-ру физ.-мат. наук Р.Э. Татевосяну, канд. физ.-мат. наук Ж.Я. Аптекман за обсуждение отдельных разделов работы и ценные рекомендации.
Автор благодарен канд. физ.-мат. наук И.П. Чернобаю и H.A. Чернобай за плодотворное сотрудничество в исследованиях по распознаванию взрывов и землетрясений и методов интерпретации цифровых записей, канд. физ.-мат. наук
JI.C. Чепкунас, канд. физ.-мат. наук P.C. Михайловой, канд. физ.-мат. наук Ю.А. Краеву за обсуждения и консультации по отдельным вопросам диссертационной работы.
Кроме того, автор искренне признателен сотрудникам ГС РАН В.Ф. Бабкиной, О.П. Каменской и А.П. Гарькуше за помощь в процессе работы над диссертацией.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение
Обосновывается актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований, основные защищаемые положения, оценена практическая значимость, представлена структура работы и ее апробация.
Глава 1. Обзор сейсмотектонической информации и методов получения параметров региональных землетрясений
Северный Кавказ входит в состав Кавказского звена альпийского Средиземноморского (Альпийско-Гималайского) коллизионного пояса Евразии, второго по степени активности сейсмоактивного пояса Земли после Тихоокеанского [Хаин, 1984, 1994, 2000]. Положение Кавказского звена на границе Средиземноморского альпийского подвижного пояса и Евроазиатской лито-сферной плиты определяет коллизионный тип современных деформаций в зоне сочленения Большого Кавказа и Грузинской глыбы [Рогожин, 2002]. Сложность строения и сочленение орогенных (структуры Большого Кавказа) и платформенных структур (Скифская платформа) нашло отражение в характере проявления сейсмичности на Северном Кавказе. Основная геотектоническая зональность определяет и главные черты сейсмотектоники. Сейсмогенерирующие зоны кавказского, запад-северо-западного простирания могут быть соотнесены с новейшими тектоническими зонами Главного Кавказского хребта, Бокового хребта, Скалистого хребта, Флишевой зоной, Закавказского срединного массива, Передовых прогибов. Активные на новейшем этапе развития разломы, разделяющие и нарушающие эти зоны, контролируют очаги многих сильнейших землетрясений Большого Кавказа.
Важная роль в формировании новейшей структуры Большого Кавказа и Предкавказья отводится поперечной зональности Кавказа, в частности Транскавказскому поперечному поднятию [Рогожин, 2002]. К нему приурочены очаги многих наиболее значительных землетрясений Кавказа в прошлом веке - Спитакского 7 декабря 1988 г. с М=6.9 [Арефьев и др., 1991; Москвина и др., 1991] и Рачинско-го (Рача-Джавского) 29 апреля 1991 года с М= 6.9 [Захарова и др., 1992]. Активизация зоны Рача-Джавского землетрясения 1991 года продолжается и в настоящее
время. За последние 10 лет здесь зарегистрировано два землетрясения с М>5, сопровождающихся мощными афтершоковыми последовательностями: 6 февраля 2006 г. с М=5.3 и 7 сентября 2009 г. с М= 6.0. В самой северной зоне региона 22 мая 2001 г. происходит 6-7-балльное Сальское землетрясение с А/=4.8 в слабосейсмичной платформенной части, в районе Сальско-Манычской мега-антиклинали.
На Северо-Западном Кавказе современная сейсмогенерирующая роль отводится в основном поперечным глубинным разломам [Рогожин и др., 1993; Рогожин, 2000; Овсюченко, 2004].
Природа мантийной сейсмичности Терско-Сунженской зоны молодых складчатых поднятий - одной из «горячих» точек Альпийско-Гималайского пояса, обсуждается в ряде работ [Годзиковская, Рейснер, 1989; Хаин, Лобков-ский, 1993]. Реальность очагов землетрясений в верхней мантии в этом районе отмечалась в работах [Лебедева, 1958; Цхакая, 1962; Смирнова, 1983, 1984; Годзиковская, 1988].
На основе материалов геолого-тектонической изученности района [Мила-новский, Хаин, 1963; Милановский, 1968, 1987; Горшков, 1984; Гвишиа-ни, 1984; Летавин, 1987; Никонов, 1989; Шолпо, Рогожин, Гончаров, 1993; Несмеянов и др., 1996; Рогожин, 2002; Собисевич и др., 2002-2005; Уломов и др., 2002, 2006, 2007 и др.] автором составлена обобщенная сейсмотектоническая схема, которая используется в работе для интерпретации сейсмических наблюдений.
Для определения параметров землетрясений на Кавказе долгое время использовались обобщенные годографы [Цхакая, 1942; Левицкая, Лебедева, 1953; Твалтвадзе, 1960; Папалашвили, 1959; Джибладзе, Гоцадзе, 1962; Мурусидзе, 1976].
В 1980-1990-е гг. широкое распространение получили вычислительные программы, базирующиеся на различных скоростных моделях земной коры или сложных годографах, меняющихся относительно расположения станции и очага для различных глубин [Алексидзе и др., 1983; Пивоварова, Славина, 1985]. Для Северного Кавказа была предложена методика [Захарова, Габсатарова, 1993], учитывающая различные скоростные модели земной коры в западной, центральной и восточной зонах Северного Кавказа, оптимальный состав сети для каждой зоны и систему весовых коэффициентов для участия станций в локации при использовании программы hypo71 [Lee, Larh, 1975].
В ходе работы проведена систематизация методов обработки и интерпретации записей землетрясений и проанализированы преимущества использования различных подходов для получения параметров землетрясений различных магнитуд. Предлагаемые структурно-методические схемы содержат подходы, опробованные автором для уточнения параметров землетрясений Северного
Кавказа [Габсатарова и др., 2007; Габсатарова, Бабкова, 2008; Санина, Габсатарова и др., 2009; Габсатарова и др., 2009].
В процесс обработки внедрены алгоритмы и программы, позволяющие рассчитывать кинематические станционные поправки к обобщенному годографу IASPEI-91 или региональной скоростной модели земной коры и учитывать их в задачах локации очагов землетрясений.
Кроме того, применение метода «двойных разностей» [Waldhauser, Ellsworth, 2000] позволяет избавиться от влияния неоднородностей среды на пути очаг-станция, которые, как правило, недостаточно хорошо могут быть учтены. Преимущество последнего из названных методов состоит в том, что, минимизируя остаточные разности времен пробега сейсмических волн для пар землетрясений, можно минимизировать и векторную разницу между положениями их гипоцентров и тем самым уточнить расстояние между событиями без использования станционных поправок. Особенно результативно этот метод применяется для уточнения положения роевых последовательностей.
Для более сильных (М>3.5) землетрясений автором [Габсатарова и др., 2007, 2008] предлагается использовать совместно данные региональных и удаленных станций, для чего необходимо применять обобщенный годограф IASPEI-91 [Kennett, 1991] или АК135 [Kennett et al., 1995]. Станции, расположенные в различных тектонических зонах, особенно в платформенной области, нуждаются в таком случае во введении специфической кинематической коррекции станция-источник к годографу (SSSC). Такие поправки были получены при участии автора [Старовойт, Габсатарова и др., 2004] в рамках работ по кинематической калибровке станций Международной сети сейсмического мониторинга для ДВЗЯИ (Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний).
Для расчета параметров гипоцентров умеренных (М=2-3.5) землетрясений наилучший результат достигается при использовании 3DIM годографа [Пи-воварова, Славина, 1985]. Расширение сети Северного Кавказа потребовало его совершенствования для станций, расположенных в ряде зон Предкавказья: Северо-Западного Кавказа, Минераловодского района, Дагестанского клина [Gabsatarova et al., 2002].
Для слабых (М<2) землетрясений актуально применение моделей скоростного строения среды и программ, рассчитывающих теоретические времена пробега сейсмических волн, исходя из скоростного разреза изучаемого района [Захарова, Габсатарова, 1993; Gabsatarova et al., 2002; Габсатарова и др., 2008]. При исследовании слабой сейсмичности актуальными становятся вопросы распознавания взрывов и землетрясений. Такие работы были начаты совместно с И.П. Чернобаем [Chernobay, Gabsatarova, 1999] и продолжены автором самостоятельно [Габсатарова, 2006].
Территория Северного Кавказа богата природными ресурсами, и в различных районах производятся промышленные взрывы в карьерах. Сейсмический
эффект химических взрывов сопоставим с эффектом слабых землетрясений [Пасечник, 1970; Адушкин, Спивак, 2007]. Для отработки методики идентификации событий (землетрясение или взрыв) был исследован ряд методов, известных из отечественной и международной практики: спектральный анализ записей и отношения спектральных амплитуд сейсмических фаз, метод спектрограмм, анализ огибающих записей в различных частотных диапазонах, методы классификации и распознавания и другие подходы [Асминг, 2004; Кедров, 2000, 2005; Dowlaetal., 1990; Dysart, Pulli, 1990; Fisk et al., 1996; Kim, Simpson, Richards , 1993, 1994; Kim etal., 1997; и др.]. Составлен алгоритм обработки записей слабых сейсмических событий на Северном Кавказе.
Определение глубины землетрясения является одним из трудных и неоднозначных вопросов в задачах параметризации сейсмических событий всех уровней магнитуд. Этой проблеме и вопросам особенностей волновой картины записей коровых и глубоких землетрясений посвятили многие свои публикации видные зарубежные и отечественные ученые [Wadati, 1928; Введенская, 1956; Кондорская, 1956; Саваренский, Кирнос 1949; Гутенберг, Рихтер, 1961; Писаренко и др., 1966-1971; Нерсесов и др, 1968; Бурмин, 1988; Горбунова, 1970, 1992; Рузайкин, 1994 ] и другие.
В работах [Канасевич,1985; Кемерейт, Саттон, 1986] предлагается определять периодичность повторных сигналов путем логарифмирования энергетического спектра. Известно, что глубинная фаза добавляет косинусоидальную пульсацию к логарифму энергетического спектра сигнала. Для определения глубины землетрясений по задержке прихода глубинных фаз автором предлагается использовать кепстральный анализ цифровых записей и поляризационную фильтрацию. На ряде примеров показана эффективность этих инструментов. Кепстральный метод целесообразно использовать для выделения и правильной интерпретации глубинных фаз на телесейсмических расстояниях [Габсатарова, Бабкова, 2008; Габсатарова и др., 2008; Пономарева, Габсатарова и др., 2008]. На региональных расстояниях высокую эффективность показал метод поляризационной фильтрации.
Выводы
Систематизировав известные методы определения координат гипоцентров землетрясений применительно к задачам сейсмического мониторинга Северного Кавказа, предлагается использовать для каждого диапазона магнитуд землетрясений свой комплекс методов:
- для наиболее сильных землетрясений (М>3.5) целесообразно привлекать данные по удаленным станциям (на расстояниях 1000-5000 км), применять обобщенный годограф АК135 и специфические кинематические поправки SSSC особенно для станций, расположенных в платформенных зонах; выделять на записях удаленных и региональных станций глубинные фазы, используя кепстральный анализ и поляризационную фильтрацию;
- для средних по величине землетрясений (2.0<М<3.5) целесообразно использовать модифицированный автором годограф 3DMIN Н.Б. Пивоваровой и Л.Б.Славиной [1985]; выделять на записях региональных станций глубинные фазы, используя поляризационную фильтрацию;
- для слабых событий (М<2.0) необходим подбор адекватной модели земной коры, используемой при локализации, и методы классификации событий по ряду признаков. Эффективно нахождение подобия огибающих записей сейсмических событий из одного очага или карьера по данным некоторых эталонных станций и распознавание природы событий по спектральному составу записи.
Глава 2. Сейсмическая сеть Северного Кавказа
Вопросы планирования сети в связи с проблемой оптимизации сейсмических наблюдений в Северной Евразии и на Кавказе в частности исследовались З.И. Арановичем и И.Б. Дубинским [1972]; З.И. Арановичем и др. [1977]; Е.А. Саваренским и др. [1979]; А.В.Николаевым [1977]; З.И. Арановичем [1980]; Ю.В.Бурминым [1976, 1986, 1992, 1995, 2007]; A.M. Ахал-бедашвили [1981]; В.Б. Смирновым [1997]; O.K. Омельченко и др. [1998] и др. В их работах чувствительность сети рассчитывалась, исходя из оценки энергетической представительности землетрясений, как правило, строящейся по дальности регистрации сейсмических волн для каждой станции или на статистическом анализе каталога землетрясений за определенный период времени.
Статистический метод, реализованный в алгоритме и вычислительной программе В.Б.Смирнова [1997, 2000], основывается на предположении о прямолинейности графика повторяемости; отклонение от прямолинейности в области слабых событий рассматривается как следствие их пропуска данной сетью, что и позволяет оценить величину представительного энергетического класса (маг-нитуды). Метод основан на статистических процедурах [Писаренко, 1989]. Для очистки каталога от афтершоков используется метод и алгоритм [Молчан, Дмитриева, 1991].
Этот метод был использован для оценки представительности каталога Северного Кавказа за весь период наблюдений до 2000 года [Смирнов, Габсатаро-ва, 2000; Соболев, Смирнов, Габсатарова и др., 2002; Габсатарова и др., 2008], и затем применен на материалах наблюдений в 2001-2008 гг. Произведен расчет Л"тш (Mnin) для современной сети на семи участках: Анапском, Сочинском, Чхалто-Тебердинском, Кавминводско-Карачаевском, Кабардино-Северо-Осе-тинском, Южно-Осетинском и Чеченско-Дагестанском (до 47°N). Получены следующие оценки Ä"mm (Мтт): 8.5 (2.5), 8.5 (2.5), 7.6 (2.0), 6.5 (1.3), 7.1 (1.7), 6.6 (1.4), 7.8 (2.1) для вышеназванных участков. Наклон графика повторяемости у составил от 0.45 до 0.50 при коэффициенте корреляции г, равном 0.96-0.98. Полученный результат позволил установить, что сейсмическая сеть Северного
Кавказа в современный период наблюдений характеризуется возрастанием чувствительности со снижением значений Ктт на 1.0-1.2 относительно конца 90-х гг. прошлого века в центральной и восточной зонах за счет создания локальных сетей в Кавминводском районе и в Северной Осетии-Алании.
Другой подход оценки чувствительности современной сети основывается на расчете дальности регистрации, исходя из оценки уровня микросейсмических шумов на станциях. Дальность регистрации рассчитывалась из предположения, что амплитуда регистрируемого сигнала Р-волны должна быть как минимум в 3.0 раза выше уровня шума. Для измерения уровня шума применяется симулирование записей аналогового короткопериодного канала, для которого ранее построены калибровочные функции затухания магнитуды с расстоянием и глубиной.
Получено хорошее совпадение рассчитанных вышеназванным способом дальностей регистрации с фактически наблюденными данными. Показано [Пономарева, Габсатарова и др., 2008; Габсатарова, 2010], что, оказавшиеся со временем в гораздо более шумных условиях с момента их основания, сейсмические станции «Сочи», «Анапа», «Махачкала» за счет установки цифрового оборудования и применения полосовой и поляризационной фильтраций увеличили дальность регистрации слабых землетрясений относительно регистрации аналоговым оборудованием. Построена карта энергетической представительности А"тщз из условия регистрации землетрясения минимум тремя станциями.
Намечены новые места размещения станций. В первую очередь в этом нуждается западная зона, особенно район Сочи, отличающийся проявлением роев землетрясений с малыми глубинами очагов, вызывающими ощутимый макро-сейсмический эффект в этом районе [Габсатарова, 2006]. Для оптимизации сети с точки зрения ее геометрии сейсмическая сеть нуждается в установке не менее четырех станций - в районах Красной Поляны, Туапсе, Славянска-на-Кубани и Хадыженска.
Исследование погрешностей определения координат эпицентров, выполненное с учетом геометрии сети наблюдений на Северном Кавказе по методу [Вопёаг йа1., 2004], выявило неравномерное распределение зон с различной погрешностью координат эпицентров: 10% территории характеризуется 5<5 км, 40% - 5=10 км, 30% - 8=15 км. Остальная (20%) наименее сейсмически активная часть территории характеризуется погрешностью до 25 км.
Выводы
Установлены энергетическая представительность и погрешности определения параметров землетрясений в каталоге Северного Кавказа, обеспеченные структурой и оснащением современной сети сейсмических станций Геофизической службы РАН. Они неравномерны на всей территории, Кт{п изменяется от 6.0 в центральной части до ^,„=9.0 на периферии, погрешности определения координат эпицентров варьируют от 5 до 25 км.
На западе и северо-востоке региона геометрия сейсмической сети не оптимальна для регистрации землетрясений с М= 2. Намечены места расположения станций для улучшения чувствительности сети к слабым землетрясениям и улучшения окружения эпицентров станциями для более точного определения координат очагов.
Глава 3. Особенности сейсмичности в западном и центральном секторах Северного Кавказа
Анапская зона поперечных глубинных структур является одной из наиболее сейсмоактивных на западе региона. Значительное проявление активности было зафиксировано здесь 9 ноября 2002 г., когда произошло Нижнекубанское-П землетрясение с М= 4.8 и /0 до 6-7 баллов в эпицентре [Старовойт и др., 2004; Габсата-рова и др., 2008]. В инструментальный период наиболее сильным в этой зоне было семибалльное Анапское землетрясение 12 июля 1966 г. с М=5.3 [Новый каталог..., 1977]. Для него существует несколько вариантов решения параметров очага, глубина определена в среднем от 14 до 55 км [Ананьин, Зыбина, 1970; Никонов, Чеп-кунас, 1996; Шебалин, 1997,2003, Татевосян и др., 2002].
В работе для оценки глубины гипоцентра 9 ноября 2002 г. осуществлен дополнительный поиск глубинных фаз по записям станций Глобальной сети IRIS [Габсатарова и др., 2008]. Для идентификации глубинных фаз был применен комплекс методов, включающий поляризационную фильтрацию трех-компонентных записей и кепстральный анализ записи вертикальной компоненты в интервале первых 20 секунд записи Р-волны. Это позволило выделить глубинные фазы на записях станций, удаленных на Д=22-84° и расположенных в азимутальном створе Az=50-200°, где отмечена наибольшая направленность излучения Р волны в соответствии с полученным механизмом очага. При уточнении параметров гипоцентра по программе LocSat с использованием глубинных фаз получено статистически устойчивое решение на глубине 34 км. Мощность земной коры в районе мегасвода Западного Кавказа составляет 43^15 км [Щукин, 2001]. Следовательно, по инструментальным данным гипоцентр исследуемого землетрясения лежит в нижней части земной коры.
Используя ту же систему методических приемов, проведено аналогичное исследование для оценки глубины гипоцентра Сальского землетрясения 22 мая 2001 г. с MS=4.6 на севере центрального сектора Северного Кавказа [Габсатарова и др., 2007]. По выделенным глубинным фазам и годографу IASPEI-91 среднее значение глубины гипоцентра составило 12±3 км. Уточненная глубина очага по инструментальным данным находится в удовлетворительном согласии с макросейсмическими данными (й=9 км) [Tatevossian et al., 2002]. Таким образом, очаг Сальского землетрясения располагается в верхнем слое земной коры, мощность которого составляет в этом районе 12 км.
Распознавание записей взрывов и землетрясений. Предложены и опробованы несколько методов распознавания химических взрывов в карьерах и слабых землетрясений на Северном Кавказе по цифровым записям короткопери-одных приборов [Chernobay, Gabsatarova, 1997, 1999; Габсатарова, 2006].
Метод спектральных отношений Р и S-волн. Установлено, что величина спектрального отношения Pg/Sg, полученная по записям вертикальной компоненты станции «Кисловодск», возрастает с ростом частоты, достигая максимума в определенном диапазоне частот, после чего происходит ее спад. При этом для разных карьеров несколько различны скорость возрастания величины спектрального отношения Pg/Sg, ее максимальное значение и диапазон частот, в котором она максимальна (рис. 1). В карьерах близ Усть-Джегуты, например, эта величина достигает максимума в полосе 8-20 Гц и равна в среднем 2.3210.64. Для карьеров в Карачаевске максимум наблюдается в полосе частот 18-22 Гц и средняя величина отношения Pg/Sg равна 3.27±0.94. Средняя величина спектрального отношения Pg/Sg для взрывов в карьере Тырныаузского горнообогатительного комбината составляет 3.39±0.90, а диапазон частот, где она максимальна, соответствует 12-16 Гц. Самое заметное различие средних значений спектрального отношения Pg/Sg для взрывов и для землетрясений отмечено для диапазона 8-20 Гц (рис. 1). Для землетрясений оно равно 0.7110.34.
Метод спектрограмм наиболее важен при исследовании записей коротко-замедленных взрывов. Как отмечается в [Адушкин, Спивак, 2007], «модуляция спектра является характерной особенностью сейсмических волн, вызванных короткозамедленными массовыми взрывами». Как следствие этой модуляции наблюдается повышенная насыщенность спектральных составляющих колебаний в области высоких частот, сопровождающаяся в ряде случаев характерными провалами на спектрах, прослеживаемыми на протяжении всей записи, что обнаруживается на спектрограммах. В работе предлагается использовать метод спектрограмм для повышения эффективности обнаружения событий, выделения сейсмических фаз и определения природы сейсмических событий.
Метод классификации по форме огибающих записей событий основан на применении кластерного анализа и обучающей выборки - базы знаний калибровочных источников. Известен представительный ряд работ, где успешно применялся иерархический кластерный анализ в целях классификации различного рода сейсмических записей в других регионах [Riviere-Barbier, Grant, 1993; Schulte-Theis, 1996].
В работе использован кластерный анализ методом средней связи для классификации событий по форме огибающей записи [Chernobay, Gabsatarova, 1999; Габсатарова, 2008].
Огибающие записей рассчитывались с использованием преобразования Гильберта по алгоритму, реализованному в программе SAC2000 [Goldstein, 2000]. Показано, что для задач распознавания взрывов и землетрясений наиболее информативны огибающие, построенные после предварительной высокочастотной фильтрации в полосе 4-16 Гц. Особое внимание уделяется выбору станции, записи которой будут использоваться для анализа. В центральной части Северного Кавказа отдано предпочтение записям станции «Кисловодск».
Перечисленные методы формализованы в структурной схеме с различными эпицентральными расстояния- процесса обработки записей сла-ми (Д) в совокупности и для каждой группы бых сейсмических событий, кото-отдельно. 1 - А <40 км, 2 - Д=41 -80 км, рая опробована для района Кавказ-3 - Д=81-150 км, 4 - все землетрясения ских Минеральных Вод в период
1992-2009 гг. Полученные результаты подтвердили высокую эффективность методики при распознавании записей взрывов. [Габсатарова, 2008; Габсатарова и др. 2000-2009; Маловичко, Габ-сатарова, 2010].
Выводы
Проведенные исследования в западном и центральном секторах Северного Кавказа показали, что землетрясения происходят в них в разных уровнях земной коры: вблизи Анапы более сильные землетрясения происходят в нижней части коры (например, Нижнекубанское-П землетрясение 9 ноября 2002 г.), в северных частях центрального сектора (на примере Сальского землетрясения 22 мая 2001 г.)- в верхней части коры.
Распознавание записей взрывов и землетрясений может эффективно производиться с использованием формализованного подхода, основанного на трех методах:
1 - по спектральному отношению />£Л%-волн. Наилучший результат получен в высокочастотных полосах 4—16 и 8-20 Гц. У 90% сейсмических событий Северного Кавказа за исследуемый период наблюдений для взрывов это отношение в среднем равно 2.32±0.64, для землетрясений-0.71 ±0.34;
Рис. I. Распределение спектральных отношений Pg/Sg, вычисленных в частотной полосе 8-20 Гц для 119 взрывов из различных карьеров и 105 землетрясений
2 - методом построения спектрограмм обнаруживается специфическая особенность спектров короткозамедпенных взрывов и хорошо исследуется изменчивость частотного состава записи;
3 - по анализу огибающих фильтрованных записей; 96% событий с отношением сигнал/шум >3 классифицируются иерархическим кластерным анализом методом средней связи.
Глава 4. Пространственно-временные особенности сейсмичности в центральной зоне Терско-Каспнйского прогиба
В центральной зоне Терско-Каспийского прогиба неоднократно происходили сильные землетрясения с М>5, которые вызывали интенсивность сотрясений в эпицентральной области /о=8-9 баллов. Здесь выделены зоны ВОЗ [Несмеянов и др.,1996; Рогожин и др., 2008], известно несколько долгосрочных прогнозов сильного землетрясения в Чеченской Республике с 5.7<Л/<6.5 [Никонов, 1989; Рогожин, 2007; Уломов и др., 2006].
В последние 10 лет региональной сейсмической сетью ГС РАН здесь регистрируются землетрясения различных глубин очагов и характера проявления. Район Притеречной шовной зоны характеризуется повышением активности проявления глубокой (переходный слой к верхней мантии) сейсмичности в 2000-2008 гг. В районе Моздока с 2001 по 2008 г. и в Ингушетии в 2005 г. зарегистрированы рои слабых землетрясений. Наконец, в районе Гудермесской зоны 11 октября 2008 г. произошло 7-8-балльное Курчалойское землетрясение с /?^20 км.
Зона проявления глубоких очагов в центральной части Терско-Каспийского прогиба является предметом детального исследования в рамках настоящей работы. Отличительной особенностью этой зоны от других зон глубокофокусных землетрясений Альпийско-Гималайского пояса является проявление относительно слабых (М=2.0^1.5) глубоких землетрясений, регистрация которых длительное время находилась на пределе чувствительности редкой сети сейсмических станций. Это послужило причиной спорности ее существования и недостаточной изученности. Организация близких локальных сейсмических сетей на территории Кавказских Минеральных Вод и Северной Осетии-Алании позволило уверенно регистрировать и определять глубины очагов этой зоны, а также их положение в пределах Северо-Кавказского мантийного флюидоподводящего канала [Собисе-вич и др., 2005] или Северо-Кавказского офиолитового шва - основной генеральной линии палеозойского прогиба, разделяющей эвгеосинклинальную и миогео-синклинальную зоны [Смирнова, 1983].
Исследована волновая картина мантийных землетрясений Терско-Сунженской зоны на региональных расстояниях. Наиболее характерные черты записей глубоких землетрясений проявляются на станциях, расположенных в платформенной области (станция «Гофицкое») и в пределах Терско-Каспийского прогиба (станции сети на территории Республики Северная Осе-
16
тия-Алания). Волновая картина этих землетрясений имеет специфические особенности, по сравнению с записями коровых землетрясений на этих же станциях [Габсатарова, 2010]. Аналогичные признаки известны и в других регионах [Писаренко, Раутиан, 1966; Рузайкин, 1994]:
- четкое, импульсное вступление /"-волны на вертикальной компоненте; четкое вступление 5-волны на обеих горизонтальных компонентах с хорошей амплитудной выраженностью (отношение сигнал/шум равно 10 и более);
- относительно непродолжительную коду колебаний, как для отдельных волн, так и для всей записи землетрясения в целом;
- насыщение спектра колебаний высокими частотами.
Более широкая частотная полоса максимально выраженных по энергии колебаний как в Р-, так и 5-волне для мантийных землетрясений продвинута в сторону высоких частот до 20 Гц и более (рис. 2), в отличие от коровых землетрясений, регистрируемых в этой же зоне, для которых основная частота колебаний не превышает 10-12 Гц, а основная энергия приходится на колебания с частотой ниже 8 Гц.
Характерными признаками также являются быстрое затухание кодовых колебаний в группах Р- и ¿"-волн и длительность всей записи. Для землетрясений равнозначной магнитуды длительность записи для глубоких в 1.5-2 раза меньше, чем для коровых землетрясений. Чем больше глубина землетрясения, тем более коротким цугом колебаний выражены Р- и 5-волны.
Специфическая особенность записей глубоких землетрясений на близких (менее 100 км) расстояниях состоит в регистрации волны предположительно обменной природы БР (распространяющаяся до границы обмена как 5-волна, а далее как Р-волна) на вертикальной компоненте с опережением на 2.3-2.4 с от вступления ,<>-волны на горизонтальной компоненте (рис. 2).
Волна БР имеет поляризацию, близкую к поляризации Р-волны. Разница прихода 5-волны и волны 8Р не зависит от эпицентрального расстояния. Наиболее отчетливо она выделяется на записях станций, расположенных в ближайшем окружении Чеченской впадины Терско-Каспийского прогиба, особенно на записях станции «Терская» (рис. 2) и «Притеречная».
Исследование характера поляризации волны БР и времени ее пробега относительно Р- и ,5-волн, а также знание скоростной модели земной коры в этом районе позволили утвердиться в правильности идентификации волны, как обменной БР. Граница обмена «Г», по данным ГСЗ, трассируется в «гранитах» на глубине в пределах 10-12 км [Гаретовская и др., 1984].
Учитывая разницу прихода ЯР и 5-волн (2.4 с) и зная среднее значение скорости Ур продольных волн в верхних слоях коры по скоростным моделям, оценена глубина залегания границы обмена. Она составила 9-11 км по различным моделям [Краснопевцева, 1984; Костюченко, 2004; Санина и др., 2008].
Глубинная фаза эР также обменной природы, но на свободной поверхности вблизи эпицентра выделена для землетрясений с глубинами более 100 км на записях станций, удаленных от эпицентра на расстояния >200 км. По причине незначительных магнитуд этих землетрясений волна вР регистрируется лишь на немногих станциях: «Кисловодск», «Нагутская», «Гофиц-кое». Особенно результативна в этом плане станция «Гофицкое», удаленная на 270-300 км от исследуемой зоны. Для выделения глубинных фаз эффективно применяется поляризационная фильтрация.
Рис. 2. Спектрограммы трехкомпонентных записей станции «Терская» (Т11К11) землетрясения 12 октября 2006 г. с 164 км.
ю
бремя, с
Выделенные на записях названных станций основные и глубинные фазы хорошо соответствуют годографу АК135 [Кеппей е1а1., 1995] для подобных глубин. Установлено, что на телесейсмических расстояниях для самых значительных глубоких землетрясений (12 октября 2006 г. и 30 января 2002 г. с /Иь=4.6) записей выделяются глубинные фазы на станциях, удаленных на 40-60° и расположенных в азимутальном створе 30-70° («Сеймчан», «Талая», «Якутск» до «Улан-Батор» и отдельные станции сети Китая) в зоне максимальной направленности излучения /'-волны в соответствии с механизмом очага.
Используя разработанную методическую систему для получения параметров глубоких землетрясений, составлен каталог, содержащий 85 землетрясений с глубиной более 70 км и М=2.0-4.5. Уточнение параметров этих землетрясений проведено методом «двойных разностей», после чего получено более компактное и структурированное положение очагов. Установлено [Габсатарова, 2010], что зона глубоких очагов имеет сложное строение (рис. 3). На западе в узкой полосе (не более 50 км в поперечном сечении) фиксируется погружение очагов глубоких землетрясений в направлении с юг-юго-запада на север-северо-восток от й=80-100 км (±10 км) (участок III на рис. 3) к И=120-130 км (±10 км) в центральной части этой зоны (участок II) и до А=140-165 км (±10 км) (участок I). В продольном сечении вся зона глубоких очагов занимает не более 100 км. Восточнее г. Грозный выделяется участок IV, имеющий субширотное простирание, глубины очагов здесь не более Ь=\\0 км (±10 км). Профильные сечения этих зон показаны на рис. 4.
Магнитуда _ . _______
' z—v Региональный
О SBpKSSBSSSffieСГ
центр v» фокусных
3 4 5 6 Глубина (КМ) землетрясений
• С • • • •
16-30 31-50 51-70 71-90 91-110 111-130 131-160
Республика Дагестан
Сопоставление выделившейся энергии при коровых и глубоких очагах землетрясений в период 1972— 2008 гг. во времени и в пространстве, ограниченном площадью между 42.8-44.6° северной широты и 44.0°—47.0° восточной долготы, показало, что по уровню энергий Е>\.0Л0пДж зоны активизации сменяются зонами затишья как коровых, так и глубоких землетрясений. Перед последней активизацией коровой сейсмичности в Тер-ско-Сунженской зоне 11.10.2008 г. не происходило подобного уровня землетрясений с 1989 г., т.е. около 19 лет. Это превосходит периоды спада активности после Черногорского землетрясения 1976 г., когда сильные землетрясения (М~5) произошли в 1984 и в 1989 гг. через 8 и
13 лет соответственно. Однако через 13 лет после землетрясения 1989 г. в 2002 г. началась активизация в переходном к верхней мантии слое и продолжалась вплоть до мая 2008 года.
Отмечена определенная закономерность реализации во времени землетрясений с М>2.0 и очагами в верхней мантии, а также их взаимосвязь с очаговой зоной сильного корового Курчалойского землетрясения [Габсатарова, 2010]. Примерно
Рис. 3. Распределение по площади и глубине землетрясений западной и центральной части Терско-Каспийского прогиба в 2000-2009 гг.
20 -10 S 60 g .60 ^ -130 А А' J* *о S -'00 d .т £ % 160 Б Б' *% 9S® Глубина, км I s S з fcéfeís в в7] * •в # ® 8® в % е® а в
160 -•о -го о го <о со Расстояние, км ■110
«о -«о го о го «о w Расстояние, км -10 20 0 20 40 Расстояние, км
Рис. 4. Глубинные профили в трех сечениях (рис.3): А-А- общекавказское направление с северо-запада на юго-восток; Б-Б' - западное поперечное; В-В'- восточное поперечное направления.
за год до него, глубины землетрясений постепенно уменьшаются, очаги «всплывают» к подошве коры, подъем начинается с глубин 163-165 км 11 апреля и 23 мая 2007 г. В этой зоне до 5 мая 2008 г. произошло еще несколько землетрясений с М>2.0 с глубинами в интервале 70-120 км, после чего, вплоть до 19 ноября 2008 г., глубокие землетрясения с М>2.0 не происходят. За этот временной интервал реализуется большая часть энергия в виде основного толчка и наибольшей части афтершоков землетрясения 11 октября 2008 года.
На западном фланге исследуемой территории с 2001 г. началось проявление роев слабых (Л/=1.0—3.5) землетрясений [Габсатарова и др., 2006]. Роевые события продолжались вплоть до января 2008 г. в районе Моздока и восточнее его в направлении на г. Грозный. Было зафиксировано несколько участков проявления роевых событий: три возле Моздока, действующие на протяжении 2001-2008 гг., один в центральной части Северной Осетии-Алании в октябре 2004 г. и очаг на севере Ингушетии, проявившийся в январе 2005 г.
Со временем отмечается приближение мест проявления роев к зоне будущего Курчалойского землетрясения в двух азимутальных направлениях, совпадающих с диагональными погребенными шовными сдвиговыми Бенойско-Эльдаровской и Даттых-Ахловской зонами и с поперечным им Гудермесским разломом. По первому направлению движение испытывали очаги землетрясений с глубинами 15-20 км вплоть до января 2008 г. Движение прекратилось примерно в 50 км от будущего очага.
По второму направлению движение испытывали очаги с глубинами 510 км, которые располагались наиболее близко к очаговой области, где в марте и апреле произошли ощутимые до баллов форшоковые землетрясения.
Выводы
Землетрясения с очагами в верхней мантии обладают специфической волновой картиной, сейсмические фазы хорошо различимы по поляризационным свойствам, что помогает более четкому выделению обменных и поперечных волн при интерпретации записей. Высокочастотный состав и меньшая длительность записей этих событий позволяет безошибочно распознавать их на фоне записей коро-вых землетрясений в этих же зонах.
Зона распределения глубоких землетрясений имеет сложное строение, разбиваясь на две подзоны - западную и восточную. Западная имеет строение типа сейсмофокальной плоскости с глубинами очагов от 100 до 165 км, наклоняющейся к северо-востоку под углом примерно в 60°. Восточная имеет субширотное простирание. В области, примыкающей к Дагестанскому клину, отмечается подъем очагов к границе Мохо, что реализуется без выраженного наклона и имеет вид колонны. В ней фиксируются очаги с глубинами 70-120 км.
Коровью очаги концентрируются в области, ограниченной диагональными погребенными шовными сдвиговыми Бенойско-Эльдаровской и Даттых-Ахловской зонами, замыкающейся поперечным Гудермесским разломом. Они
образуют рои, которые происходят на глубинах 15-20 км и приближаются со временем к эпицентру сильного Курчалойского землетрясения. Основной толчок его также произошел на глубине 20 (±3) км.
Распределение выделившейся сейсмической энергии во времени коровых и глубоких землетрясений в Терско-Сунжеской зоне обнаруживает противоположные черты - затишье коровых землетрясений сопровождается мантийной активизацией, и наоборот, что говорит о взаимосвязи этих процессов.
Заключение
Диссертационная работа подводит итог исследованиям автора по сейсмичности на Северном Кавказе и содержит, в основном, материалы последних десяти лет. Именно в это время сейсмические наблюдения на Северном Кавказе достигают магнитудного уровня представительности, позволяющего детально исследовать пространственно-временные особенности сейсмичности в разных зонах сложного в тектоническом плане региона.
Проведена оценка эффективности современной сети сейсмических станций ГС РАН. Оценены энергетическая представительность и погрешность определения параметров землетрясений в период наблюдений 2000-2008 гг., а также выработаны предложения по совершенствованию сети в западной и северовосточной части региона. Мтт изменяется от Мтт= 1.0 в центральной части до Мтт=3.0 на периферии; ошибки определения координат эпицентров варьируют от 8Д=5 до 5А=10—25 км. Обоснованы места первостепенного размещения станций на западе региона.
Улучшена система методических приемов для совершенствования интерпретации цифровых сейсмических записей, для уточнения координат эпицентров и, особенно, для определения глубин землетрясений. Обосновано повышение эффективности обработки за счет использования поляризационного и кепстрального методов и метода спектрограмм для обнаружения и интерпретации глубинных и обменных фаз на записях, как в ближней, так и удаленной зоне. Методическая система обработки данных была дополнена эффективным технологическим приемом - методом «двойных разностей», в результате применения которого было уточнено положение слабых роевых событий, как правило, приуроченных к узлам глубинных разломов.
Предлагаемая система углубленной обработки сейсмологических данных использует в зависимости от энергетического уровня землетрясений различные схемы кинематической интерпретации и приемы анализа волновых форм записей, что позволяет повысить точность определения параметров очагов.
Обосновано, что процесс распознавания записей взрывов и землетрясений может быть реализован при автоматической обработке записей и определении параметров сейсмических событий. Алгоритм обработки записей слабых событий состоит из блоков: получения спектральных отношений продольных и поперечных волн; классификации событий иерархическим кластерным анализом методом
средней связи по форме огибающих фильтрованных записей и построения спектрограмм для исследования модуляции спектров короткозамедленных взрывов. Применение этих способов в комплексе позволяет эффективно решать проблему «чистоты» каталога землетрясений, что крайне важно для исследования пространственных особенностей распределения слабой сейсмичности.
Детальное исследование сейсмичности центральной части Терско-Каспийского прогиба, включая Терско-Сунженскую зону, позволило построить трехмерную структуру области глубоких землетрясений. Терско-Сунженская сейсмогенная зона в исследуемый период характеризуется проявлением сейсмичности на различных уровнях земной коры и в переходном к верхней мантии слое. Оценены глубины коровых и «мантийных» землетрясений, происшедших в 2000-2008 гг. Исследованы особенности волновой картины землетрясений с очагами в верхней мантии на близких станциях.
Зона глубоких очагов землетрясений имеет следующую структуру:
- западная граница проявления глубоких очагов проходит по Цхинвало-Казбекскому разлому транскавказской ориентации, северная - по Северному краевому погребенному разлому общекавказского простирания, с юга зона ограничивается Владикавказским глубинным разломом;
- в блоке, ограниченном Цхинвало-Казбекским и Северным разломами, происходят в 2002-2007 гг. самые заглубленные землетрясения с /¡=140-165 км;
- в западной подзоне очаги располагаются в слое, который испытывает наклон к северо-востоку начиная с глубин /¡-100 км до глубин /¡-165 км;
- восточная подзона имеет субширотное простирание и уходит под структуры Дагестанского клина, где заметен подъем очагов к границе Мохо. В ней фиксируются очаги с глубинами /¡=70-120 км.
Сопоставление энергии, выделившейся при коровых и глубоких очагах землетрясений во времени (в период 1972-2008 гг.), показало, что по уровню энергий Е> 1.0-1012Дж периоды активизации сменяются периодами затишья как коровых, так и глубоких землетрясений, которые составляют от 13 до 19 лет.
Наблюдается активизация глубоких очагов примерно за четыре года до сильного корового землетрясения. Это явление было отмечено в период подготовки двух наиболее сильных землетрясений в Терско-Сунженской сейсмогенной зоне: Черногорского 28 июля 1976 г. и Курчалойского 11 октября 2008 г. В течение примерно года наблюдается подъем очагов с глубин /¡=100-120 км к границе Мохо (-45 км) с оконтуриванием гипоцентральной области будущего очага Курчалойского землетрясения. В период наивысшей активизации коровой сейсмичности и афтершокового процесса активность в переходном к верхней мантии слое затухает и затем выходит на фоновый уровень.
Коровые очаги центрального участка Терско-Каспийского прогиба концентрируются в местах пересечения глубинных разломов. Наибольшая часть из них образует рои, которые происходят в земной коре на глубинах -20 км.
В период 2001-2008 гг. в поведении слабых землетрясений с коровыми глубинами заметны элементы подготовки сильного землетрясения:
- миграция слабых землетрясений вдоль диагонального направления с периферийных участков Терско-Сунженской сейсмогенерирующей области в направлении с северо-запада на юго-восток;
- оконтуривание слабыми очагами эпицентральной области будущего сильного землетрясения примерно за шесть месяцев до землетрясения;
- пятимесячное затишье в области 50 км окружения эпицентра будущего землетрясения.
1. Москвина А.Г., Габсатарова И.П., Захарова А.И., ЧепкунасЛ.С. Некоторые особенности очагового процесса Спитакского землетрясения // Изв. АН СССР. Физика Земли. - 1991 .-№ 11С. 39-55.
2. Арефьев С.С., Аптекман Ж.Я., Афимьина Т.Б., Габсатарова И.П. и др. Каталог аф-тершоков Спитакского землетрясения 7 декабря 1988 г. // Изв. АН СССР. Физика Земли. - 1991. - № 11. - С. 60-73.
3. Захарова А.И., Габсатарова И.П., Старовойт O.E., Чепкунас Л.С. Основные параметры Рачинского землетрясения и его афтершоков // Изв. АН СССР. Физика Земли. -1993.-№3.-С. 24-41.
4. Chemobay I.P., Gabsatarova I.P. Source classification in the Northern Caucasus // Phys. Earth and Planet. Interiors. - 1999. - V. 113. - P. 183-201.
5. Старовойт O.E., Габсатарова И.П., Чепкунас Л.С. Землетрясение 9 ноября 2002 года на Нижней Кубани: параметры очага и его механизм // Сейсмологический бюллетень Украины за 2002 год. - Симферополь: ИГ НАНУ, КЭС, 2004. - С. 75-84.
6. Старовойт O.E., Краев Ю.А., Габсатарова И.П. Региональная сейсмическая калибровка станций международной системы мониторинга для улучшения оценок местоположений источников // Вестник НЯЦ PK. Июнь, 2004. - Вып. 2. - С. 20-27.
7. Габсатарова И.П., Маловичко A.A., Старовойт O.E. История инструментальных наблюдений на Северном Кавказе (очерк) // Геофизический журнал. - 2008. - Т. 30. -№5.-С. 50-72.
8. Маловичко A.A., Габсатарова И.П., Коломиец М.В. Особенности волновой картины подземного ядерного взрыва в Северной Корее 25 мая 2009 г. по данным регистрации Российскими сейсмическими станциями // Вестник НЯЦ PK. Сентябрь, 2010. -Вып.З.-С. 45-52.
9.Маловичко A.A., Габсатарова И.П., Чепкунас Л.С., Старовойт O.E. Инструментальные сейсмологические наблюдения на Восточно-Европейской платформе // Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы / Под редакцией Н.В. Шарова, A.A. Маловичко, Ю.К. Щукина. Кн. 1: Землетрясения. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. - С. 14-6
Список основных работ в реферируемых изданиях
Габсатарова Ирина Петровна Исследование пространственно-временных особенностей сейсмичности
на Северном Кавказе. Автореф. дисс. на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук.
Подписано в печать 16.12.2010. Заказ № 47 Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Отпечатано в Учреждении Российской академии наук Геофизической службе РАН
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование пространственно-временных особенностей сейсмичности на Северном Кавказе"
Актуальность темы.5
Цель работы.6
Научная новизна.7
Защищаемые положения.7
Практическая значимость работы.8
Апробация работы и публикации.8
Структура и объем работы.9
Личный вклад автора.9
Благодарности.10
Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Габсатарова, Ирина Петровна
Результаты исследования сейсмичности восточного сектора Северного Кавказа, и особенно центральной части Терско-Каспийского прогиба, позволяют говорить о существовании в этом районе геодинамического взаимодействия между структурами земной коры и верхней мантии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Диссертационная работа подводит итог исследованиям автора по особенности сейсмичности на Северном Кавказе и содержит в основном материалы в период первого десятилетия XXI века. Именно в это время сейсмические наблюдения на Северном Кавказе достигают магнитудного уровня представительности, позволяющего детально исследовать пространственно-временные особенности сейсмичности в разных зонах сложного в тектоническом плане региона.
В условиях расширяющихся возможностей сейсмической сети за счет переоснащения оборудования и открытия новых станций исследована эффективность сети сейсмических станций ГС РАН как основного инструмента сейсмического мониторинга на Северном Кавказе. Оценены представительность и погрешность параметров землетрясений в период наблюдений 2000-2008 гг., а также выработаны предложения по совершенствованию сети в западной и северо-восточной частях региона. Мт\п изменяется от Мт;п=1.0 в центральной части до Мт1П=3.0 на периферии; ошибки определения координат эпицентров варьируют от 5Д=5 до 5Д= 10-25 км.
Обоснованы места первостепенного размещения станций на западе региона. Для оптимизации сети с точки зрения ее геометрии она нуждается в установке не менее четырех станций - в районе Красной Поляны, Туапсе, Славянска-на-Кубани и в районе Хадыженска.
В ходе выполнения работы автором улучшена система методических приемов обработки сейсмической информации, предложено применение ряда методов для совершенствования интерпретации цифровых сейсмических записей, для уточнения координат гипоцентров, и особенно для определения глубин землетрясений. Обосновано повышение эффективности обработки за счет использования поляризационного и кепстрального методов и метода спектрограмм для обнаружения и интерпретации глубинных и обменных фаз на записях как в ближней, так и удаленной зонах.
Методическая система обработки данных была дополнена эффективным технологическим приемом — методом двойных разностей. Он позволил получить более компактные ореолы местоположения слабых роевых событий, как правило, приуроченные к узлам глубинных разломов.
В целом предлагаемая система углубленной обработки сейсмологических данных использует, в зависимости от магнитудного уровня землетрясений, различные схемы кинематической интерпретации и приемы анализа волновых форм записей, что позволяет повысить точность определения параметров очагов.
Для эффективного распознавания записей взрывов и землетрясений в работе предлагается формализованный подход, основанный на трех методах:
- по спектральному отношению Pg/Sg-вoш. Наилучший результат получен в высокочастотных полосах 4-16 и 8—20 Гц. У 90% сейсмических событий Северного Кавказа за исследуемый период наблюдений для взрывов это отношение в среднем равно 2.3±0.6, для землетрясений — 0.7+0.3.
- методом построения спектрограмм для исследования модуляции спектров короткозамедленных взрывов;
- по анализу огибающих фильтрованных записей, которые классифицируются иерархическим кластерным анализом методом средней связи.
Применение этих способов в комплексе позволяет эффективно решать проблему «чистоты» каталога землетрясений, что крайне важно для исследования пространственных особенностей распределения слабой сейсмичности.
Детальное исследование структуры сейсмичности центральной части Тер-ско-Каспийского прогиба, включая Терско-Сунженскую зону, позволило построить трехмерную структуру области глубоких землетрясений. Терско-Сунженская сейсмогенная зона в исследуемый период характеризуется проявлением сейсмичности на различных уровнях земной коры и переходной к верхней мантии зоне. Оценены глубины коровых и мантийных землетрясений, произошедших в 2000-2009 гг. Исследованы особенности волновой картины землетрясений с очагами в верхней мантии на близких станциях.
Установлено, что землетрясения с глубинами в переходной зоне к верхней мантии Грозненского участка Терско-Каспийского прогиба сосредоточиваются в пределах Терско-Сунженской сейсмогенной области. Западная граница области проявления глубоких очагов проходит по Цхинвало-Казбекскому разлому транскавказской ориентации, северная — по Северному краевому погребенному разлому общекавказского простирания, с юга зона ограничивается Владикавказским глубинным разломом. В блоке, ограниченном Цхинвало-Казбекским и Северным разломами, происходят в 2002—2007 гг. самые заглубленные землетрясения с /2=140—165 км. Профильные сечения области глубоких очагов показали, что в западной подзоне проявляется наклон плоскости расположения очагов к северо-востоку, начиная с глубин /г—100 км до глубин /г—165 км. Однако малая площадь зоны проявления глубоких очагов и полученный довольно крутой наклон плоскости не дают основания рассматривать ее как часть субдукционной зоны. Восточная подзона имеет субширотное простирание и уходит под структуры Дагестанского клина, где заметен подъем очагов к границе Мохо. В ней фиксируются очаги с глубинами /г=70—120 км. В течение примерно года наблюдается подъем очагов с глубин в 100-120 км к границе Мохо (~45 км) с оконтуриванием гипоцентральной области будущего очага Курчалойского землетрясения.
Дальнейшее развитие исследований в этой области связано с расширением оснащенности станций Дагестана цифровым оборудованием.
Сопоставление энергии, реализованной при коровых и глубоких очагах землетрясений во времени (в период 1972-2008 гг.), показало, что по уровню энергии Е > 1.0'1012 Дж периоды активизации сменяются периодами затишья как коровых, так и глубоких землетрясений, которые составляют от 13 до 19 лет.
Установлено, что примерно за четыре года до сильного землетрясения с глубиной в земной коре наблюдается активизация глубоких очагов. Это явление было отмечено в период подготовки двух наиболее сильных землетрясений в Терско-Сунженской сейсмогенной зоне: Черногорского 28 июля 1976 г. и Курчалойского 11 октября 2008 года. В период наивысшей активизации коровой сейсмичности и афтершокового процесса активность в переходном к верхней мантии слое затухает и затем выходит на фоновый уровень. Распределение энергии землетрясений с коровыми глубинами и глубинами в переходном слое во времени находится в противофазе — затишью в ряду сильных коровых землетрясений соответствует относительная активизация глубоких очагов, что лучше всего проявилось в период современных наблюдений.
Коровые очаги центрального участка Терско-Каспийского прогиба концентрируются в местах пересечения глубинных разломов, наибольшая часть из них образуют рои, которые происходят в земной коре на глубинах ~20 км. В реализации слабых землетрясений с коровыми глубинами заметны элементы подготовки сильного Курчалойского землетрясения, проявившиеся:
- в начавшейся с 2001 г. миграции слабых землетрясений вдоль диагонального направления с периферийных участков Терско-Сунженской сейсмогене-рирующей области в направлении с северо-запада на юго-восток;
- в оконтуривании слабыми очагами эпицентральной области примерно за шесть месяцев до землетрясения;
- пятимесячным затишьем в области 50-км окружения эпицентра будущего землетрясения.
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Габсатарова, Ирина Петровна, Обнинск
1. Абелев Е.Г., Антонов В.В., Габсатарова И.П., Захарова А.И., Иванова Т.П., Лякумович Б.Я., Новицкая H.A., Старовойт O.E., ЧепкунасЛ.С. Землетрясение 4 марта на Северном Кавказе // Землетрясения в СССР в 1984 году. -М.: Наука, 1987. С. 35-44.
2. Аверьянова В.Н., Баулин Ю.И., Кофф Г.Л., Лутиков А.И., МинделъИ.Г., Несмеянов С.А., Севостьянов В.В. Комплексная оценка сейсмической опасности территории г. Грозного // Ред. С.И. Полтавцев. — М.: Минстрой России, 1996.- 107 с.
3. Адушкш В.В., СпивакА.А. Подземные взрывы. М.: Наука, 2007. — 579 с.
4. Айвазян С.А., Бухинатор В.М., Енюков И.С., МешалкинЛ.Д. Прикладная статистика // Классификация и снижение размерности. М.: Финансы и статистика, 1989. - С. 143-330.
5. Аки К., Ричарде П. Количественная сейсмология: Теория и методы. Т. 2. — М.: Мир, 1983.-360 с.
6. Ананьин КВ., ЗыбинаИ.А. Анапское землетрясение 12 июля 1966 г. // Землетрясения в СССР в 1966 г. М.: Наука, 1970. - С. 56-62.
7. Ананьин КВ. Сейсмичность Северного Кавказа. М.: Наука, 1977. - 148 с.
8. Антонова Л.В., Аптикаев Ф.Ф. Уровень короткопериодных микросейсм на территории России и сопредельных государств // Исследования в области геофизики. Юбилейный сборник ОИФЗ РАН. М.: ОИФЗ РАН, 2004.-С. 43-53.
9. Аранович З.И., Дубинский И.Б. Об оптимальной системе сейсмических наблюдений в Крыму// Сейсмические приборы. Вып. 6. — М.: Наука, 1972.-С. 67-79.
10. Аранович З.И. О методике выбора оптимального расположения станций в локальной системе наблюдений // Методика и результаты оценки эффективности региональных систем сейсмических наблюдений. Тбилиси: Мецниереба, 1980.-С. 150-157.
11. Арефьев С.С. Форшоки, афтершоки и рои землетрясений // Физика Земли. 2002. - № 1.-С. 60-77.
12. Арефьев С.С. Эпицентральные сейсмологические исследования. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. С. 47, 49, 349.
13. Асманов O.A., Амиров С.Р., Даниялов М.Г., Левкович P.A., Мирзалиев М.М., ОсокинаА.Ш., Габсатарова И.П., Михайлова P.C. Кизилюртское землетрясение 31 января 1999 года с Ms=5.5, 1=7 (Дагестан) // Землетрясения
14. Северной Евразии в 1999 году. Обнинск: ФОП, 2005. - С. 254-263.
15. Асманов O.A. Годографы сейсмических волн для территории Дагестанского клина // Дагестанское землетрясение 14 мая 1970 г. М.: Наука, 1980.-С. 17-22.
16. Асманов O.A., Левкович P.A., Магомедов A.M., Смирнова М.Н. Северный Кавказ // Сейсмическое районирование территории СССР. — М.: Наука, 1980.-С. 120-126.
17. Асминг В.Э. Создание программного комплекса для автоматизации детектирования, локации и интерпретации сейсмических событий и его использование для изучения сейсмичности Северо-Западного региона. Дис. канд. физ-мат. наук. М., 2004. - 136 с.
18. Ахалбедашеили A.M. Методика и результаты оценки эффективности региональных систем сейсмических наблюдений на территории Кавказа. Автореф. дис. канд. физ-мат. наук. М.: ИФЗ АН СССР, 1981. - 34 с.
19. Бат М. Спектральный анализ в геофизике. М.: Недра, 1980. - 535 с.
20. Богачкин Б.М., Габсатарова И.П., Захарова А.И., Лякумович Б.Я., Новицкая H.A., Рогожин Е.А., Старовойт O.E. Землетрясение 3 августа 1989 года на Северном Кавказе. Препринт. — Обнинск, 1990. С. 37.
21. Богачкин Б.М., Габсатарова И.П., Захарова А.Н., Лякумович Б.Я., Новицкая H.A., Рогожин Е.А., Старовойт O.E. Землетрясение 3 августа 1989 года на Северном Кавказе. Землетрясения в СССР в 1989 году. — М.: Наука, 1993.-С. 32-44.
22. Бурмин В.Ю. Обращение годографа сейсмической волны, распространяющегося от глубинного источника // Вулканология и сейсмология. — 1988.-№6.-С. 62-71.
23. Бурмин В.Ю. Оптимизация сейсмических сетей и определение координат землетрясений. -М.: ОИФЗ РАН, 1995. 184 с.
24. Бутовская Е.М., Маметова Е.М. Энергетическая характеристика землетрясений по данным внутри референц-сферы // Магнитуда и энергетическая классификация землетрясений. Том II. — М.: АН СССР, ИФЗ, МССССЦ, 1974.-С. 144-149.
25. Ванек И., КарникВ., ЗатопекА., Кондорская Н.В., Ризниченко Ю.В., Са-варенский Е. Ф., Соловьев С.Л., Шебалин Н.В. Стандартизация шкалы магнитуд // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1962. - № 2. - С. 153-158.
26. Введенская H.A. Выделение волны sP на записях глубоких землетрясений Средней Азии // Труды Геофизического Института. №36(163). М.: Изд-во АН СССР, 1956. - С. 25-34.
27. ВинникЛ.П. Сейсмические свойства мантийных плюмов // Вестник ОГГГГН РАН. Печатный аналог электронного журнала. М.: Отдел геологии, геофизики геохимии и горных наук РАН, 1998. — С. 194-201.
28. Габсатарова И.П., Захарова А.И., Старовойт O.E., ЧепкунасЛ.С. Каталог Рачинского землетрясения 29 апреля 1991 г. и его афтершоков. Препринт. Обнинск, 1992. - 40 с.
29. Габсатарова И.П., Девяткина Л.В. Северный Кавказ (без Дагестана) // Землетрясения Северной Евразии в 1994 году. М.: ГС РАН, 2000. -С. 24—29.
30. Габсатарова И.П. Методика выявления взрывов в ряде действующих карьеров Северного Кавказа // Землетрясения Северной Евразии в 2000 году. Обнинск: ГС РАН, 2006. - С. 347-358.
31. Габсатарова И.П. Северный Кавказ // Землетрясения Северной Евразии в 2000 году. Обнинск: ГС РАН, 2006. - С. 85-94.
32. Габсатарова И.П., Погода Э.В., Селиванова Е.А. Северный Кавказ // Землетрясения Северной Евразии в 2004 году. — Обнинск: ГС РАН, 2010. -С. 92-100.
33. Габсатарова И.П. Сейсмический мониторинг западной части Северного Кавказа // Уроки и следствия сильных землетрясений. Сборник материалов международной конференции. — Ялта, 2007. — С. 67—70.
34. Габсатарова И.П. Северный Кавказ // Землетрясения Северной Евразии в 2001 году. Обнинск: ГС РАН, 2007. - С. 105-119.
35. Габсатарова И.П., Чепкунас Л.С., Бабкова Е.А., Татевосян Р.Э., Плетнев К.Г. Сальское землетрясение 22 мая 2001 года с Ms=4.7, /0=6-7 (Северный Кавказ) // Землетрясения Северной Евразии в 2001 году. — Обнинск: ГС РАН, 2007. С. 301-316.
36. Габсатарова И.П., Бабкова Е.А. Параметры Бердянского землетрясения 31 июля 2006 г. с Ms-33 (Украина, Запорожская обл.) // Сейсмологический бюллетень Украины за 2006 год. Севастополь: НПЦ «Экоси-Гидрофизика», 2008. - С. 18-26.
37. Габсатарова И.П., Чепкунас U.C., Бабкова Е.А. Нижнекубанское-П землетрясение 9 ноября 2002 года с iCp=13.0, Mw=5.5,10=6 (Северный Кавказ) // Землетрясения Северной Евразии в 2002 году. — Обнинск: ГС РАН, 2008.-С. 357-379.
38. Габсатарова И.П., Маловичко A.A., Старовойт O.E. История инструментальных наблюдений на Северном Кавказе (очерк) // Геофизический журнал. 2008. - Т. 30, № 5. - С. 50-72.
39. Гайский В.И., Жолковский Н.Д. Исследование повторяемости землетрясений Западной Тувы // Физика Земли. 1971. — № 9. — С. 16-27.
40. Гвишиани А.Д., Горшков А.И., Кособокое В.Г., Ранцман Е.Я. Морфострук-туры и места землетрясений Большого Кавказа // Известия АН СССР. Физика Земли. 1986. - № 9. - С. 45-55.
41. Годзиковская A.A. Мантийные землетрясения Кавказа в районе Терско-Сунженского прогиба // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1988. - № 7. — С. 102-106.
42. Годзиковская A.A., Рейснер Г.И. Эндогенная позиция глубоких землетрясений Кавказа // Изв. АН СССР. Геотектоника. 1989. - № 3. - С. 15-25.
43. Годзиковская A.A. Местные взрывы и землетрясения. — М.: Гидропроект, 1995.- 100 с.
44. Горбунова И.В. К вопросу определения глубин очагов близких землетрясений // Доклады комиссии Обнинского отделения географического общества СССР. Вып. 2. 1970. - С. 145-150.
45. Горшков Г.П. Региональная сейсмотектоника территории юга СССР. Альпийский пояс. -М.: Наука, 1984. 272 с.
46. Гутенберг Б., Рихтер К.Ф. Магнитуда, интенсивность, энергия и ускорение, как параметры землетрясений // Слабые землетрясения. — М.: Наука, 1961.-С. 45-119.
47. Джибладзе Э.А., Гоцадзе ОД. Общие осредненные годографы Кавказа // Тр. ИГ АН ГССР. Т. 20. Тбилиси, 1962. - С. 75-90.
48. Джибладзе Э.А. О глубоких очагах землетрясений Кавказа // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1983. - № 3. - С. 22-23.
49. Еманов A.A., Лескова Е.В. Структурные особенности афтершокового процесса Чуйского (Горный Алтай) землетрясения // Геология и геофизика. — 2005. Т. 46, № 10. - 1065-1072.
50. Захарова А.И., Габсатарова И.П. Сейсмологические наблюдения и обработка данных на Северном Кавказе // Современное состояние сейсмических наблюдений и их обобщений. Методические работы ЕССН. Вып. 4. -Минск, 1993.-С. 51-55.
51. Захарова А.И., Габсатарова И.П., Старовойт O.E., ЧепкунасЛ.С. Основные параметры Рачинского землетрясения и его афтершоков // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1993. - № 3. - С. 24-41.
52. Землетрясения в СССР / Отв. ред. Е. Ф. Саваренский, И.Е. Губин, ДА. Харин. М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 412 с.
53. Иванова Т.П., Трифонов В.Г. Сейсмотектоника и современные колебания уровня Каспийского моря // Геотектоника. — 2002. — № 2. С. 27-42.
54. Инструкция о порядке производства и обработки наблюдений на сейсмических станциях Единой системы сейсмических наблюдений СССР. — М: Наука, 1982.-272 с.
55. Канасевич Э.Р. Анализ временных последовательностей в геофизике. — М.: Недра, 1985.-300 с.
56. Кедров O.K. Сейсмические методы контроля ядерных испытаний. М.Саранск: ИФЗ РАН, 2005. - 420 с.
57. Кедров O.K., Кедров Э.О, Сергеева H.A., Забаринская Л.П., Гордон В.Р. Применение метода динамической калибровки для станций МСМ в Центральной Азии по данным естественной сейсмичности // Физика Земли. — 2008.-№5.-С. 16-33.
58. Кемерейт Р.К., Саттон А.Ф. Многомерный подход к определению глубины источника сейсмических колебаний // Анализ и выделение сейсмических сигналов. -М.: Мир, 1986. С. 137-157.
59. Керимов И.А., Борисенко З.Г., Даукаев A.A., Гайсумов М.Я., Абубакаро-ва Э.А., Чимаева Х.Р. Геология нефтяных месторождений Терско-Сунженской нефтегазоносной области. Справочник. Грозный: Академия наук Чеченской Республики, 2010. - 254 с.
60. Кондорская Н.В. Выделение волны sP при неглубоких землетрясениях и ее использование для определения глубины очага // Труды Геофизического Института. №36(163). М.: Изд-во АН СССР, 1956. - С. 35-47.
61. Кондорская Н.В., Кисловская B.B., Павлова Л.Н., Хромецкая Е.А. Основной каталог сильных землетрясений на территории СССР // Землетрясения в СССР в 1976 году. -М.: Наука, 1980.-С. 116-125.
62. Коновалов A.B., Иващенко А.И., Ким Чун Ун, Сычев A.C. Структура и особенности сейсмического режима очаговой зоны Такойского землетрясения 1 сентября 2001 г. (Mw=5.2) // Тихоокеанская геология. — 2007. — Т. 26, №2.-С. 93-101.
63. Коновалов A.B. Система алгоритмов для определения параметров слабых землетрясений по записям цифровых сейсмических станций на примере юга Сахалина. Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. — Южно-Сахалинск, 2006. 23 с.
64. КоппМ.Л. Мобилистическая неотектоника платформ Юго-Восточнй Европы / Отв. ред. академик Ю.Г. Леонов. М.: Наука, 2004. — 340 с.
65. Костюк А.Д. Исследование современных деформаций земной коры Северного Тянь-Шаня по данным механизмов очагов землетрясений и космической геодезии. Автореф. дисс. канд. физ-мат. наук. — М., 2009. — 22 с.
66. Крамынин П.И., Бунин Г.Г. Сейсмотектоническая схема Дагестана // Геодинамика и сейсмичность Восточного Кавказа. Материалы научно-практической конференции 2-5 сентября 2002 г. — Махачкала, 2002. С. 59-61.
67. Краснопевцева Г.В. Глубинное строение Кавказского сейсмоактивного региона. -М.: Наука, 1984. 109 с.
68. Кульчицкий В.Е., Пустовитенко Б.Г. 80 лет инструментальным сейсмическим наблюдениям в Крыму: история, итоги и перспективы // Геофизический журнал. 2008. - № 5. - С. 20-49.
69. Ландер А.В. Описание и инструкция для пользователя комплекса программ FA (расчет и графическое представление механизмов очагов землетрясений по знакам первых вступлений Р-волн). М., 2006. - 27 с. (Фонды автора)
70. Лебедева Т.М. Землетрясения на Кавказе с очагами под земной корой // Труды Института геофизики АН Груз. ССР. Т. XVII. — Тбилиси. 1958. С. 139-159.
71. Левицкая А.Я., Лебедева Т.М. Годограф сейсмических волн на Кавказе // Квартальный сейсмологический бюллетень Тбилиси, 1953. - Т 11, № 1/4.-С. 51-60.
72. Милановский Е.Е.,Хаин В.Е. Геологическое строение Кавказа. М.: МГУ, 1963.-355 с.
73. Милановский Е.Е. Новейшая тектоника Кавказа. М.: Недра, 1968. - 483 с.
74. Милановский Е.Е. Рифтогенез в истории Земли. Рифтогенез на древних платформах. М.: Недра, 1983. - 280 с.
75. Милановский Е.Е. Рифтогенез в истории Земли. Рифтогенез в подвижных поясах. М.: Недра, 1987. - 297 с.
76. Милановский Е.Е., Расцветаев JI.M., Кухмазов С.У., Бирман A.C., Кур-дин H.H., Симако В.Г., Тверитинова Т.Ю. Новейшая геодинамика Эль-брусско-Минераловодской области Северного Кавказа // Геодинамика Кавказа. М.: Наука, 1989. - С. 99-105.
77. Молчан Г.М., Дмитриева O.E. Идентификация афтершоков: обзор и новые подходы // Вычислительная сейсмология. Вып. 24. — 1991. — С. 19-50.
78. Москвина А.Г., Габсатарова И.П., Захарова А.И., Чепкунас Л.С. Некоторые особенности очагового процесса Спитакского землетрясения // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1991. - № 11. - С. 39-55.
79. Мурусидзе Г.Я. Строение земной коры и верхней мантии в Грузии и сопредельных райлонах по сейсмологическим и сейсморазведочным данным. — Тбилиси: Мецниереба, 1976. 170 с.
80. Нерсесов И.Л., Писаренко В.Ф., Раутиан Т.Г. Применение методов теории узнавания для статистического разделения мелких и глубоких землетрясений по динамическим характеристикам записи // Проблемы цунами. М.: Наука, 1968. - С. 63-74.
81. Несмеянов С.А. Приповерхностные новейшие структуры СевероЗападного Кавказа и смежных областей // Материалы по сейсмическому районированию Северо-Западного Кавказа. — М.: Наука, 1991. — С. 4-44.
82. Несмеянов С.А., Военкова O.A., Никитин М.Ю., Рогожин Е.А., Серебрякова Л.И. Тектонические условия региона г. Грозного // Комплексная оценка сейсмической опасности территории г. Грозного. М.: Минстрой России, 1996.-С. 5-22.
83. Несмеянов С.А., Лутиков А.И., Щукин Ю.К., Донцова Г.Ю. Сейсмогене-рирующие структуры // Комплексная оценка сейсмической опасности территории г. Грозного. — М.: Минстрой России, 1996. — С. 38-47.
84. Николаев A.B. О планировании системы сейсмических наблюдений // Вопросы оптимизации и автоматизации сейсмических наблюдений. — Тбилиси: Мецниереба, 1977. С. 81-89.
85. Никонов A.A. Сильнейшие землетрясения Восточного Кавказа с точки зрения геодинамики // Геодинамика Кавказа / Отв. ред. A.A. Белов, М.А. Сатиан. М.: Наука, 1989. - С. 148-156.
86. Никонов A.A., Чепкунас Л. С. Сильные землетрясения в низовьях реки Кубани // Геофизический журнал. 1996. - 18, № 3. - С. 29-41.
87. Новый каталог землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. II б. Кавказ / Отв. сост.: Т.О. Бабаян, Ф.Т. Кулиев, В.Г. Папалашили, Н.В. Шебалин, Н.В. Вандышева. М.: Наука, 1977. - С. 69-170.
88. Овсюченко А.Н. Соотношение различных форм современных тектонических деформаций на Северо-Западном Кавказе // Исследования по сейсмотектонике и современной геодинамике. -М.: ИФЗ РАН, 2006. С. 89-104.
89. Омелъченко O.K., Старовойт O.E., Феофилактов В Д. Оценка сейсмической чувствительности цифровой телесейсмической сети России // Тр. ИВМиМГ СО РАН. Серия: Математическое моделирование в геофизике. Вып. 5. Новосибирск: ИВМиМГ, 1998. - С. 140-151.
90. Папалашвши В.Г. Годограф сейсмических волн Кавказа для землетрясений с поверхностной глубиной залегания очагов // Изв. АН СССР, сер. геофиз.-М, 1959.-№7.-С. 1052-1054.
91. Пасечник И.П. Характеристики сейсмических волн при ядерных взрывах и землетрясениях. — М.: Наука, 1970. 193 с.
92. Пивоварова Н.В., Славина Л.Б. Алгоритм и результаты машинного определения координат землетрясений по данным региональной сети (на примере Кавказа) // Применение ЭВМ в сейсмологической практике. Методические работы ЕССН. М.: Наука, 1985. - С. 53-75.
93. Писаренко В.Ф. О законе повторяемости землетрясений // Дискретные свойства геофизической среды. М.: Наука, 1989. - С. 47-60.
94. Писаренко В.Ф., Поплавский A.A. Статистический метод распознавания глубины очага землетрясения по записи одной станции // Алгоритмы интерпретации сейсмических данных. Вычислительная сейсмология. Вып. 5. -М.: Наука, 1971. С. 28-54.
95. Писаренко В.Ф., Раутиан Т.Г. Статистическая классификация по нескольким признакам // Машинная интерпретация сейсмических волн. Вычислительная сейсмология. Вып. 2. М.: Наука, 1966. - С. 150-173.
96. ПоплавскийA.A., ПоплавскаяЛ.Н., КапанинаЛ.И. Определение глубины очага близкого подкоркового землетрясения // Обработка сейсмологических наблюдений и поиск предвестников землетрясений на Дальнем Востоке. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1978. - С. 34-^2.
97. Поплавский A.A., Куликов Е.А., Поплавская Л.Н. Методы и алгоритмы автоматизированного прогноза цунами. М.: Наука, 1988. - 128 с.
98. Пустовитенко Б.Г. Сейсмические процессы в Черноморском регионе и сейсмическая опасность Крыма. Дис. д-ра физ-мат. наук HAH Украины. -Киев: Институт геофизики им. С.И. Субботина, 2003. — 387 с.
99. Раутиан Т.Г. Энергия землетрясений // Методы детального изучения сейсмичности. Тр. ИФЗ АН СССР. М.: ИФЗ АН СССР, 1960. - № 9 (176).-С. 75-114.
100. Раутиан Т.Г. Об определении энергии землетрясений на расстоянии до 3000 км // Экспериментальная сейсмика. Труды ИФЗ АН СССР. М.: Наука, 1964. -№ 32 (199). - С. 88-93.
101. Сейсмическая сотрясаемость территории СССР / Отв. ред. Ю.В. Ризниченко. -М.: Наука, 1979. С. 61-76.
102. Рогожин Е. А. Современная геодинамика и потенциальные очаги землетрясений Кавказского региона // Современные математические и геологические модели природной среды. М.: ОИФЗ РАН, 2002. - С. 244-254.
103. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н. Сейсмическая и геологическая активность тектонических нарушений Северо-Западного Кавказа // Физика Земли. -2005.-№ 6.-С. 29-42.
104. Рогожин Е.А., Габсатарова И.П., Погода Э.В. Зоны ВОЗ и сейсмичность территории Республики Северная Осетия-Алания // Сейсмичность Северной Евразии. Материалы Международной конференции. — Обнинск: ГС РАН, 2008. С. 243-249.
105. Рузайкин А.Н. Зависимость свойств волн Lg от глубины источника // Физика Земли. 1994. - № 7-8. - С. 27-34.
106. Саваренский Е.Ф., Кирнос Д.П. Элементы сейсмологии и сейсмометрии / Ред. В.И. Кейлис-Борок. — M.-JL: Гос. изд-во тех.-теор. лит-ры, 1949. — 343 с.
107. Санина H.A. Скоростное строение Грозненской очаговой зоны // Метод и результаты исследования литосферы. Дис. д-ра физ.-мат. наук. — М.: ИФЗ РАН им. Гамбурцева, 2003. С. 199-208.
108. Смирнов В.Б. Опыт оценки представительности данных каталогов землетрясений // Вулканология и сейсмология. 1997. - № 4. - С. 93—105.
109. Смирнов В.Б., Габсатарова И.П. Представительность каталога землетрясений Северного Кавказа: расчетные данные и статистические оценки // Вестник ОГГГГН РАН. 2000. - № 4(14).
110. Солоненко Н.В., Солоненко A.B. Афтершоковые последовательности и рои землетрясений в Байкальской рифтовой зоне. Новосибирск: Наука, СО АН СССР, 1987. - 93 с.
111. Станулис В.А., Хлуднев В.Ф. Некоторые проблемные вопросы геологии и нефтеносности Терско-Сунженского района (Северный Кавказ, Терско-Каспийский краевой прогиб) // Геология и полезные ископаемые Большого Кавказа. М.: Наука, 1987. - С. 246-254.
112. Старовойт O.E., Габсатарова И.П., Краев Ю.А. Использование региональных годографов сейсмических волн для улучшения оценок местоположения калибровочных взрывов в Казахстане // Вестник НЯЦ PK. -2001. Вып. 2, № 6. - С. 77-80.
113. Старовойт O.E., Краев Ю.А., Габсатарова И.П. Региональная сейсмическая калибровка станций Международной системы мониторинга для улучшения оценок местоположения источников // Вестник НЯЦ PK. — 2004. Вып. 2 (№ 18). - С. 22-29.
114. Старовойт O.E. Современные проблемы стационарных сейсмических наблюдений // Современные математические и геологические модели природной среды. Сб. науч. тр. М.: ОИФЗ РАН, 2002. - С. 92-101.
115. Старовойт O.E., Габсатарова И.П., ЧепкунасЛ.С. Землетрясение 9 ноября 2002 года на Нижней Кубани: параметры очага и его механизм // Сейсмологический бюллетень Украины за 2002 год. — Симферополь: ИГ НАНУ, КЭС, 2004.-С. 75-84.
116. Татевосян Р.Э., Плетнев КГ., Бяков А.Ю., Шестопалов В.Л. Макросейс-мическое обследование Нижнекубанского землетрясения 9 ноября 2002 г. // Сейсмологический бюллетень Украины за 2002 год. — Симферополь: ОС ИГ НАНУ, КЭС, 2004. С. 85-96.
117. Твалтвадзе Г.К. К вопросу построения годографов для близких землетрясений Кавказа // Тр. ИГ АН ГССР. Т. 15. Тбилиси, 1956. - С. 133-160.
118. Твалтвадзе Г.К. Строение земной коры в Грузии и построение систем теоретических годографов. — Тбилиси: Изд-во АН ГССР, 1960. — 144 с.
119. УломовВ.И., Полякова Т.П., МедведеваН.С. О долгосрочном прогнозе сильных землетрясений в Центральной Азии и в Черноморско-Каспийском регионе // Физика Земли. 2002. - № 4 - С. 31-47.
120. Уломов В.И. Объемная модель динамики литосферы, структуры сейсмичности и изменений уровня Каспийского моря // Физика Земли. 2003. -№5.-С. 5-17.
121. Уломов В.И., Данилова Т.И., Медведева Н.С., Полякова Т.П. О сейсмо-геодинамике линеаментных структур горного обрамления Скифско-Туранской плиты // Физика Земли. 2006. - № 7. - С. 17—33.
122. УломовВ.И., Данилова Т.Н., Медведева Н.С., Полякова Т.П., Шумилина Л. С. К оценке сейсмической опасности на Северном Кавказе // Физика Земли. 2007. - № 7. - С. 31-45.
123. Хаин В.Е., Лобковский Л.И. Условия проявления остаточной мантийной сейсмичности альпийского пояса Евразии // Геотектоника. — 1994. № 3. -С. 12-20.
124. Хаин В.Е. Тектоника континентов и океанов (год 2000). — М.: Научный мир, 2001.-606 с.
125. ХудсонД. Статистика для физиков. М.: Мир, 1970. - 296 с.
126. ЦхакаяА.Д. Годограф 5-Р по наблюдениям Тбилисской сейсмической станции // Квартальный сейсмологичееский бюллетень — Тбилиси, 1942. -Т. XII, № 1.-С. 37-90.
127. ЦхакаяА.Д. К вопросу построения местного годографа. Тбилиси: Со-общ. АНГССР, 1942.-Т. Ill, № 1.-С. 21-28.
128. ЦхакаяА.Д. О глубинах Кавказских землетрясений // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1962. - № 5. - С. 577-584.
129. Шебалин Н.В. Очаги сильных землетрясений на территории СССР. — М.: Наука, 1974.-54 с.
130. Шебалин Н.В. Количественная макросейсмика // Проблемы макросейсми-ки. Вычислительная сейсмология. Вып. 34. М.: ГЕОС, 2003. — С. 55-200.
131. Шенгелая Г.Ш., Аманаташвили Я.Е., Лабадзе Л.Б., МесхияВ.Ш. О подборе оптимального трехмерного скоростного строения Кавказского региона // Сейсмологический бюллетень Кавказа, январь—декабрь 1980. — Тбилиси: Мецниереба, 1986.-С. 106-118.
132. Шолпо В.Н., Рогожин Е.А., Гончаров М.А. Складчатость Большого Кавказа. М.: Наука, 1993.- 193 с.
133. Шолпо В.К, Рейснер Г.И., Рогожин Е.А. Идеи академика Гамбурцева в сейсмотектонике // Физика Земли. 2004. - № 5. - С. 68-79.
134. Щукин Ю.К. Глубинное строение и динамика земной коры ВосточноЕвропейской платформы // Землетрясения Северной Евразии в 1995 году. -М.:ГС РАН, 2001.-С. 143-150.
135. Яновская Т.Е. Основы сейсмологии. Учеб. пособие. — Спб.: Изд-во С.-П. ун-та, 2008. 260 с.
136. Bassin С., Laske G. and Masters G. The Current Limits of Resolution for Surface Wave Tomography in North America. EOS Trans AGU. — 2000. — F897. 81 p.
137. Bondar 1., Myers S. C., Engdahl E.R. and Bergman E.A. Epicenter accuracy based on seismic network criteria // Geophysical Journal International. 2004. -N 156. -P. 483-496.
138. Bratt S.R., В ache T.C. Locating events with a space network of regional arrays // Bull. Seism. Soc. Am. 1988. -78. - P. 780-798.
139. Chernobay LP., Gabsatarova I.P. Source classification in the Northern Caucasus //Physics ofthe Earth and Planetary Interiors.- 1999.- 133.-P. 183-201.
140. Coyne J., ClarkK., LloydS. IDC Documentations Geotool Software User Tutorial. 16 July 2003. - 59 p.
141. Dowla F. U., Taylor S.R. and Anderson R.W. Seismic discrimination with artificial neural network: preliminary results with regional spectral data // Bull. Seism. Soc. Am. 1990. - Vol. 80 A, N 5. - P. 1346-1373.
142. Draper N.R., Smith H. Applied Regression Analysis. — New York: John Wiley & Sons, 1966.-407 p.
143. Dysart P.S. and PulliJ.J. Regional seismic event classification at the NO-RES S array: seismological measurements and the use of trained neural networks // Bull. Seism. Soc. Am. 1990. - Vol. 80 B, N 6. - P. 1910-1933.
144. Firbas P. Program SSSC for computation of station-source speci®c time corrections for 3-D velocity models // Technical Report CMR-97/08. — Arlington: VA 22209,1997.-33 p.
145. Firbas P. Location Calibration Based on 3-D Modeling. Advances in Seismic Event Location / Thurber C.H., Rabinowitz N., ed. — Kluwer Academic Publishers, 2000.-P. 135-161.
146. Gabsatarova I.P., Starovoit O. Ye., Kraev Yu.A., Kirichenko V.V. Selection of Candidate Reference Events in Northern Caucasus Region // Presented at the Forth Workshop on IMS Location Calibration. Oslo, Norway 22-26. Oslo, 2002.-P. 80-89.
147. Gabsatarova L, Starovoit O. Seismic monitoring of the northern Caucasus central part in Russia // IUGG XXIV General Assembly, July 2-13, Perugia, Italy, 2007. P. 6222-6222.
148. Jeffreys H., BullenK.E. Seismological Tables. London: British Association for the Advancement of Science. - 1940. - 50 p.
149. IASPEI 1991 Seismological Tables / Ed. by Kennett B. Australian National University: Research School of Earth Sciences, 1991. — 167 p.
150. Kennett B.L.N., Engdahl E.R. Traveltimes for global earthquake location and phase identification // Geophysical Journal International. 1991. -122. -P. 429-465.
151. Kennett B.L.N., Engdahl E.R., BulandR. Constraints on seismic velocities in the Earth from travel times // Geophysical Journal International. — 1995. 122. -P. 108-124.
152. KimW.-Y., Simpson D.W. and Richards P.G. Discrimination of earthquakes and explosions in the eastern Unites States using regional high-frequency data // Geophys. Res. Lett. 1993. -20. - P. 1507-1510.
153. Kim W.-Y., Simpson D.W. and Richards P.G. High-Frequency Spectra of Regional Phases from Earthquakes and Chemical Explosions // Bull. Seism. Soc. Am. 1994. - Vol. 84, N 5. - P. 1365-1386.
154. Klein F. W. User's Guide to HYPOINVERSE-2000, a Fortran Program to Solve for Earthquake Locations and Magnitudes Open-File Report 02-171. Version 1.0.-2002.- 123 p.
155. Lee W.H.K. and Valdes C.M. HYP071PC: A personal computer version of the HYP071 earthquake location program // U.S. Geological Survey Open File Report 85-749. 1985. - 43 p.
156. Lee W.H.K. and LahrJ.C. HYP071 (Revised): A computer program for determining hypocenter, magnitude, and first motion pattern of local earthquakes // U.S. Geological Survey Open File Report 75-311.- 1975. 113 p.
157. Riviere-Barbier F. and Grant L.T. Identification and location of closely spaced mining events // Bull. Seismol. Soc. Am. 1993. - Vol. 83, N 5. - P. 15271546.
158. Schulte-Theis H. Cluster analysis of Europian seismicity. Luxemburg: Les Cahiers de l'ECGS. - 1996. -N 12. - P. 201-224.
159. Tatevossian R.E., Arefiev S.S., Pletnev K. G. Macroseismic survey of Salsk (Russian platform) earthquake of 22 May 2001 // Joint Institute of Physics of the Earth, RAS. Russian J. of Earth Sciences. 2002. - Vol. 4, N 2. - P. 163-169.
160. WadatiK. Shallow and deep earthquake // Geophys. Mag. 1928. - Vol. 1. -P. 162-202.
161. Waldhauser F. and Ellsworth W.L. A double-difference earthquake location algorithm: method and application to the Northern Hayward fault, California // Bull. Seism. Soc. Am. 2000. - Vol. 90, N 6. - P. 1353-1368.
162. Waldhauser F. HypoDD A program to compute double-difference hypocenter locations // U.S. Geol. Survey. Open File Report 01-113. - 2001. - P. 25.
163. Wang J. and TengT.-L. Artificial neural network-based seismic detector // Bull. Seism. Soc. Am. 1995. - Vol. 85, N 1. - P. 308-319.
164. Yang X., McLaughlin K., and North R. SSSCs for regional phases at IMS stations in North America and Fennoscandia // Technical Report CMR-98/46.- 1998.
-
Габсатарова, Ирина Петровна
-
кандидата физико-математических наук
-
Обнинск, 2010
-
ВАК 25.00.10
- Тектоника и сейсмичность Аравийско-Евразиатской коллизионной области
- Пространственно-временное исследование сейсмичности Земли
- Сейсмические явления и структура сейсмического процесса в Копетдагском регионе
- Макросейсмические аспекты сейсмической опасности
- Напряжения, деформации и сейсмичность на современном этапе эволюции литосферы Байкальской рифтовой зоны
