Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оценка изменений приливного отклика среды в сейсмоактивных областях по результатам компьютерного моделирования и данным GSN-наблюдений

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Оценка изменений приливного отклика среды в сейсмоактивных областях по результатам компьютерного моделирования и данным GSN-наблюдений"

На правах рукописи

"^5054981

МОЛОДЕНСКИЙ Дмитрий Сергеевич

ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЙ ПРИЛИВНОГО ОТКЛИКА СРЕДЫ В СЕЙСМОАКТИВНЫХ ОБЛАСТЯХ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ДАННЫМ С8!М-НАБЛЮДЕНИЙ

Специальность 25.00.10. «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых»

1 5 НОЯ 2012

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва-2012

005054981

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта Российской академии наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, зав.лаб.801 ФГБУН ИФЗ РАН

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, зав.лаб.309 ФГБУН ИФЗ РАН профессор

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Горный институт Уральского отделения Российской академии наук.

Защита диссертации состоится «22» ноября 2012 г. в Ц часов на заседании Диссертационного совета Д002.001.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта РАН

по адресу: 123995, Д242, г.Москва, ГСП5, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФЗ РАН Автореферат разослан «И» октября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д002.001.01

Конешов Вячеслав Николаевич

Кузьмин Юрий Олегович доктор физико-математических наук, завлаб, лазерных интерферометрических измерений ГАИШ МГУ

Милюков Вадим Константинович

кандидат физ-мат наук

Пилипенко О.В.

Актуальность работы. В 1974 году, Беамонтом и Берджером были впервые проведены численные расчеты влияния изменений модулей сдвига и всестороннего сжатия в очаге тектонического землетрясения на амплитуды и фазы приливных наклонов и деформаций в окрестностях этого очага. Было показано, что при характерной для того времени точности наблюдений приливных амплитуд порядка 1% можно зафиксировать, в зависимости от глубины очага и от его формы, относительные изменения модулей упругости в очаге порядка 0.5 - 2% [C.Beamont and J.Berger, 1974].

Сопоставление этих оценок с возможностями традиционных сейсмических методов (таких как предложенный И.Л. Нерсесовым метод определения изменений модулей по данным об изменениях отношений времен прохождения продольных и поперечных волн) указывает на его высокую эффективность. Однако до недавнего времени непрерывный мониторинг временных изменений модулей упругостей методом приливных наклономерных и деформографических наблюдений был невозможен во-первых, из-за недостаточного количества приливных станций (около 80 по всему земному шару в 80-е годы) и, во-вторых, из-за отсутствия достаточно мощных сейсмических событий (после Алеутского и Камчатского землетрясений в 60-е годы прошлого столетия, девятибалльные землетрясения были только на Суматре в 2004 году и в Японии в 2011 году).

Однако Камчатсткое, Алеутсткое и Суматринское землетрясения происходили в тех областях, где почти не было приливной аппаратуры. Что же касается японского землетрясения 2011 года, то это - уникальное событие как по магнитуде, так и по количеству пригодных для наклономерных земноприливных наблюдений горизонтальных длиннопериодных сейсмометров (на одной только территории Японии их более 100).

Цель и задачи работы. Цель работы заключается в оценке изменений приливного отклика среды в сейсмоактивных регионах по результатам компьютерного моделирования и сопоставление модельных значений с наблюденными. Модель строится на основании данных GPS о перемещениях

земной поверхности в момент землетрясения и включает в себя геометрию, глубину залегания и величину неоднородности упругого мягкого либо жёсткого включения вблизи очага землетрясения.

Оценки реальных изменений приливного отклика среды получены на основании анализа данных сейсмической сети вБЫ для сильнейших сейсмических событий последних 35 лет.

Научная новизна работы. Впервые разработаны алгоритмы расчета упругих перемещений земной поверхности в окрестностях очага землетрясения для случая радиально неоднородной среды.

Впервые разработаны численные модели временных изменений приливного отклика среды в очагах тектонических землетрясений.

Разработан новый метод выявления малых изменений приливного отклика среды на коротких временных интервалах.

Научная и практическая значимость работы. В работе впервые разработаны численные алгоритмы для решения задачи об упругих деформациях радиально неоднородной среды в окрестностях очага землетрясений (определяемого вектором Бюргерса на поверхности дислокаций произвольной формы). В качестве иллюстрации к полученным результатам для Чилийского землетрясения 1995 г. (вблизи г. Антофагаста) с магнитудой М=8.0 были рассчитаны поля смещений поверхности для достаточно большого числа моделей разлома, различающихся его ориентацией относительно внешней поверхности, протяженностью, а также ориентацией вектора Бюргерса относительно поверхности дислокаций. Для решения обратной задачи определения параметров очага по данным вРЗ-наблюдений использована параметризация задачи с коэффициентами, определяющими геометрию плоскости дислокации. Для уменьшения количества независимо варьируемых параметров поверхность дислокаций предполагалась плоской, вектор Бюргерса принимался постоянным на всей поверхности дислокаций и направленным по касательной к ней.

Предполагалось, что распределения модулей упругости с глубиной определяется континентальной моделью PREM.

Показано, что результаты расчетов для радиально однородной и радиально неоднородной модели различаются на 30-40%. Таким образом, без учета радиальной неоднородности среды адекватная интерпретация современных GPS - данных оказывается невозможной. Этим и определяется научная и практическая значимость этого результата.

Проведены детальные компьютерные расчеты изменений приливного отклика сейсмоактивной среды. Показано, что в областях с характерными размерами порядка размеров очага относительные изменения амплитуд приливных наклонов и деформаций того же порядка, что и относительные изменения упругих модулей. Практическая значимость этого результата состоит в том, что он дает критерии точности приливных наблюдений, необходимых для получения достаточно надежных прогностических признаков.

В работе разработан также новый метод статистического анализа данных наблюдений. Апробация этого метода на десятилетнем ряде наблюдений на расположенной в непосредственной близости от очага девятибалльного японского землетрясения 2011 г. ст. ERM позволяет заключить, что его точность превосходит точность стандартных методов скользящего анализа примерно на порядок. При достаточной статистике наблюденных данных использование нашего метода может позволить использовать данные о временных изменениях приливного отклика среды в качестве одного из прогностических признаков землетрясений.

Защищаемые положения.

1. Разработаны алгоритмы расчета упругих перемещений земной поверхности в окрестностях очага землетрясения для случая радиально неоднородной среды. На основе метода наискорейшего спуска созданы алгоритмы решения обратной задачи определения параметров очага землетрясения по данным ОРБ-наблюдений.

2. Разработаны алгоритмы расчета изменений амплитуд и фаз приливных деформаций и наклонов земной поверхности, обусловленных изменениями упругих модулей в очаге с произвольной геометрией. Показано, что эффекты ожидаемых изменений упругих модулей должны приводить к изменениям приливных амплитуд наклонов и деформаций около 10-20%. Эти величины значительно больше погрешностей современных наклономерных наблюдений(~1%), и поэтому могут быть обнаружены.

3. Разработан новый метод выявления малых изменений приливного отклика среды на коротких временных интервалах. При сравнении со стандартными методами скользящего спектрального анализа, новый метод позволяет повысить разрешающую способность по времени и по вариациям амплитуд и фаз примерно на порядок.

4. С целью выявления изменений приливных амплитуд и фаз перед сильнейшими землетрясениями (на Суматре 2004 г., в Перу 2001 г., Чили 2010 г., Японии 2011 г.) впервые обработаны данные наблюдений горизонтальными длиннопериодными маятниками в окрестностях их очагов. В частности, получены данные об изменениях приливных наклономерных амплитуд в окрестностях японского землетрясения на пяти станциях. На станции ЕЯМ впервые удалось выявить изменения наклономерных амплитуд в двух азимутах за 10 лет, предшествующих землетрясению и за год после него.

Достоверность результатов. Полученная по данным GPS модель очага землетрясения (угол, глубина и величина разлома) в районе города Антофагаста в Центральных Андах имеют достаточно хорошее соответствие с другими работами, в которых не учитывалась неоднородность модулей упругости в земной коре. Различия между полученными параметрами разлома и результатами, описанными в [Klotz, J., Angermann, D. et al.] объясняются влиянием неоднородности модулей упругости в земной коре.

Полученные нами результаты моделирования изменений приливного отклика среды при наличии мягкого либо жесткого включения разной геометрии хорошо согласуются с результатами, полученными Беамонтом и Берджером методом конечных разностей для простого двумерного случая.

Личный вклад автора. Личный вклад автора в работы, вошедшие в диссертацию, является определяющим на этапах разработки теоретических моделей, проведении теоретического анализа и интерпретации полученных данных.

Апробация работы. Представление результатов и обсуждение основных положений диссертационной работы и её отдельных частей проходило в виде докладов на ряде семинаров и конференций в ИФЗ РАН, на Всероссийской школе молодых ученых «механика неоднородных жидкостей в полях внешних сил» 30 ноября - 02 декабря 2010 в Москве, в институте проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, на международной конференции в Париже 2010 04.10-08.10. IAG Commission 1 Symposium 2010, Reference Frames for Applications in Geosciences (REFAG 2010), на научной Конференции молодых ученых ИФЗ РАН 16 мая 2012 г., а также на 33-й Генеральной Ассамблее Европейской сейсмологической комиссии 19-24 августа в Москве.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения. Общий объем составляет 135 страниц, в том числе 52 рисунка. Список литературы включает 132 наименования.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д.техн.н. В.Н. Конешову за всестороннюю помощь и поддержку.

Краткое содержание работы.

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируются цели и задачи диссертационной работы и изложено её краткое содержание. Далее рассматривается краткий исторический обзор основных исследований структуры Земли, начиная с классических работ Кельвина, Ньюкомба, Чандлера, Лиувилля, Хафа, Слудского, Пуанкаре и Джеффриса и заканчивая исследованиями, проведенными в ИФЗ РАН за последние годы. Рассматриваются исследования локальных временных изменений модулей упругости с целью предсказания землетрясений, изменения представлений о природе землетрясений, кинематике и динамике очаговых процессов. Далее дан обзор существующих методов прогноза землетрясений и проведено их сравнение с предлагаемым методом.

Первая глава представляет собой литературный обзор, в котором приводятся как результаты классических исследований приливных эффектов со времен лорда Кельвина (оценка средней жесткости Земли по длиннопериодным приливам в Индийском океане), так и результаты современных исследований, проводившихся в СССР и за рубежом (экспериментальные наблюдения земных приливов под руководством член.корр. АН СССР Н.Н.Парийского в Обнинске, Талгаре, Красной Пахре, исследования д.ф.-м.н. Б.П.Перцева о влиянии океанических приливов на земные приливы, результаты современных высокоточных приливных наблюдений под руководством д.т.н. Д.Г.Гриднева и д.т.н.В.Н. Конешова).

Вторая глава посвящена постановке задачи. Рассматриваются общие методы компьютерного моделирования приливных наклонов и деформаций земной поверхности для сферически симметричных и сферически несимметричных моделей Земли, построенные на основании идей теории Лява. Смысл теории Лява состоит в том, что, поскольку возмущающий потенциал можно довольно точно представить сферической гармоникой второго порядка, то все деформации в теле Земли, обусловленные этим потенциалом, могут быть описаны той же гармоникой, умноженной на числовой коэффициент, соответствующий данному явлению. Этим коэффициентом является одно из чисел Лява или их простая алгебраическая комбинация.

Далее в этой главе анализируются современные методы изучения неоднородностей коры и мантии Земли. Сюда можно отнести

(1) классические сейсмические методы, основанные на регистрации времен пробега продольных и поперечных волн, генерируемых сильными землетрясениями;

(2) методы вибропросвечивания (или методы компьютерной томографии) основанные на использовании излучателей с точно известными характеристиками;

(3) метод анализа приливных наклонов и деформаций, основанный на определении амплитуд и фаз приливных изменений наклонов, деформаций земной поверхности и приливных изменений силы тяжести с последующим исключением всех возмущающих эффектов (таких, как эффекты топографии, термоупругих деформаций, упругих деформаций, вызываемых изменениями атмосферного давления и т.п.) с целью выявления региональных и локальных аномалий механических свойств среды.

В третьей главе анализируются методы моделирования очага землетрясения по данным GPS о перемещениях земной поверхности. Современные GPS - наблюдения позволяют получать подробные картины упругих смещений земной поверхности в окрестностях очаговых зон не

только в моменты значимых тектонических событий, но и в относительно спокойные интервалы времени, когда тектонические деформации характеризуют процесс накапливания тектонических напряжений. Сравнение результатов численного моделирования этих процессов с данными наблюдений позволяет воссоздать как общие параметры очага землетрясения (такие, как магнитуда и сейсмический момент), так и специфические характеристики очаговой зоны (такие, как пространственная ориентация, форма и размеры поверхности дислокаций, величина и направление вектора дислокаций, скорость накапливания тектонических напряжений, соотношение между упругими и пластическими деформациями, предел прочности среды в очаговой зоне).

В этой главе рассматриваются модели упругих деформаций в однородной и радиально неоднородной очаговой зоне и общие формы решений граничной задачи для радиально и латерально неоднородной среды, ограниченной произвольными внешней поверхностью S и поверхностью дислокаций S. Проведены численные расчеты для простейших двумерных случаев. Решения можно найти, если вычислить соответствующие им значения функции Грина, что удобно сделать, используя теорему взаимности Бетти.

В конце главы приведены численные расчеты для простейшего двумерного случая (когда протяженность тектонического разлома в одном из горизонтальных направлений значительно превосходит его размеры в двух других направлениях).

В четвертой главе приведен пример решения пятипараметрического решения обратной задачи определения очага землетрясения по данным GPS в районе города Антофагаста в центральных Андах. В результате решения обратной задачи методом минимизации квадратичного отклонения получены параметры, характеризующие тектонический разлом. Определен вектор Бюргерса на поверхности разлома землетрясения 2002г. Полученные угол, глубина и величина разлома имеют, с одной стороны, достаточно хорошее

соответствие с результатами других работ [Klotz, J., Angermann, D. et al.], в которых не учитывалась неоднородность модулей упругости в земной коре. С другой стороны, найдены и значимые (значительно превоходящие погрешности наблюдений) различия, объясняемые неучитываемым ранее влиянием этой неоднородности.

Пятая глава посвящена моделированию изменений приливного отклика упругой слабо неоднородной среды во времени. Решение, полученное с использованием теории возмущений, является аналитическим и применимо для любых трехмерных, сколь угодно сложных, случаев. Далее в этой главе приведены численные результаты для двух моделей - первая модель имела постоянную геометрию и варьируемую величину отношения упругих модулей во включении к упругим модулям внешней среды. Вторая модель, напротив, имела постоянное отношение упругих модулей, а варьируемым параметром являлась длинная сторона прямоугольного включения. По результатам численного моделирования видно, что при изменении отношений неоднородности параметров Ламэ во включении относительно внешней среды (dÄ/Л и ¿н'м, модель 1) и длинной стороны прямоугольного включения (модель 2) изменяются не только амплитуды вариаций приливных параметров, но и вид кривых, определяющих зависимости аномалий приливных амплитуд от горизонтальной координаты. При достаточном пространственном разрешении (т.е. при достаточно частой установке приливных наклономеров и деформографов вблизи исследуемой области) это может существенно облегчить решение обратной задачи определения пространственных вариаций модулей упругости по приливным данным.

Во всех случаях максимальные относительные изменения амплитуд приливных наклонов и деформаций оказываются величинами того же порядка, что и относительные изменения модулей упругости, а размеры аномального приливного отклика - порядка размеров включения.

Шестая глава содержит результаты статистического анализа данных ОБЫ - наблюдений для сильнейших сейсмических событий последних лет (землетрясения на Суматре (2004 г.), в Перу (2001 г.), Чили (2010 г.), Японии (2011 г.)). Описывается новый метод спектрального анализа, позволяющий определять малые изменения приливного отклика среды на коротких временных интервалах. Идея метода определения средних приливных амплитуд и фаз на коротких интервалах времени сводится к подбору таких амплитуд и фаз, для которых коэффициент корреляции наблюденных и средних по всему интервалу приливов максимален. Решение этой задачи может быть получено с помощью стандартного метода наискорейшего спуска в пространстве параметров, определяющих искомые амплитуды и фазы главных приливных компонент. В практических расчетах мы ограничивались моделью, учитывающих лишь семь главных приливных полусуточных и суточных компонент, поэтому метод наискорейшего спуска использовался в 14-мерном пространстве. При этом полученный коэффициент корреляции К для суммарных теоретической и наблюденной кривых очень близок к единице (К=0.992) (рис Л).

При синтезировании суммарного теоретического прилива было учтено, что, в отличие от лунных компонент, солнечные приливные компоненты очень сильно возмущены эффектами изменений температуры и атмосферного давления. Поэтому, для улучшения точности, анализ наблюдений основывался на одних только данных о временных изменениях лунных компонент.

-РЯД1 —Ряд2|

Время (в часах)

Рис.1. Теоретическая приливная кривая из разложения Дудсона с поправкой за океанические приливы и за резонансный эффект жидкого ядра (кривая 1) и фрагменты приливной записи вблизи эпицентра готовящегося 9-балльного землетрясения в Японии (кривая 2) наст. MAJO на о. Хоккайдо с 11.02. 2011 по 11.03.2011.

Для того чтобы это осуществить, достаточно представить суммарный прилив Т0 в виде суммы

Т0 = cmm + css,

где m.s- сумма всех лунных компонент и сумма всех солнечных компонент, соответственно, а ст и с,- искомые зависящие от времени коэффициенты, подлежащие определению. Определяя эти коэффициенты методом наименьших квадратов, т.е. приравнивая нулю производные по ст и по сs от суммы по всему анализируемому ряду

T(T0-cmm-c,sJ2,

Получим систему двух линейных алгебраических уравнений для ст и

И(щ(Т0 -стт-с^)) = 0;

И(*(То -стт-с^)) =0.

Из-за малой помехозащищенности солнечных компонент основная интересующая нас информация содержится в зависимости определяемого этими уравнениями коэффициента ст от времени I.

Далее в данной главе демонстрируются преимущества нового метода на примере анализа приливного отклика перед катастрофическим землетрясением в Японии. На основании формулы Гаусса, оцениваются среднеквадратичные погрещности определения приливного отклика. В конце главы приводятся результаты статистического анализа данных записи входящих в системы С5Ы и Р-пй длиннопериодных горизонтальных сейсмометров в окрестностях Великого японского землетрясения.

Как видно из рис. 2-3 погрешности месячных наблюдений в направлении север-юг колеблется в диапазоне от 0.01 до 0.2, а в направлении восток-запад от 0.02 до 0.2. Рост погрешностей перед землетрясением связан с повышением частоты опроса данных (ввиду особой важности данных непосредственно перед землетрясением мы не отбрасывали короткие серии наблюдений, погрешности по которым значительно превосходили погрешности в начале записи). Всего были обработаны данные за 10 лет перед землетрясением и за один год после, с 01.01.2000 по 01.01.2012. Как видно из рис.3 относительные ошибки определения амплитуд приливных наклонов по длинным рядам наблюдений в начале записи составляет лишь около 0.02, в конце приближаясь к 0.2.

Рис.2 Изменения приливного отклика в окрестностях очагов на о. Хоккайдо (25.09.2003, М=8.3) и у о. Хонсю (11.03.2011, М=9.0) по лунной компоненте в направлении север-юг. Сплошной заливкой отмечена полоса погрешностей.

и

Л 0.8 <

V

< 0.6

0.2

10.10.2006 22.02.2008 06.07.2009 18.11 2010 0104.2012

Т(врвив)

Т (время)

Рис.3 Изменения приливного отклика в окрестностях очагов на о. Хоккайдо (25.09.2003, М=8.3) и у о. Хонсю (11.03.2011, М=9.0) по лунной компоненте в направлении восток-запад. Штриховкой отмечена полоса погрешностей.

о -I---

14.01.2004 28.06 2005

По компоненте север-юг наблюдается статистически значимое изменение отклика в момент землетрясения на острове Хоккайда 25.09.2003 (изменение амплитуд превосходит 5а, где с - среднеквадратическое отклонение). Изменения же перед Великим японским землетрясением имеет бухтообразный характер с амплитудой около 20%. Эта величина так же является статистически значимой, если исходить из погрешностей, имевших место за два года перед землетрясением и погрешностей после землетрясения. Однако, если сравнивать амплитуду бухтообразного изменения с погрешностями измерений в интервале от 2 лет до землетрясения до самого момента землетрясения, то это изменение статистически значимым считать нельзя. Относительные ошибки определения амплитуд приливных наклонов в направлении запад-восток имеют нерегулярный характер и меняются от 0.02 до 0.2. Пригодными для обработки оказались только данные, полученные после 2004 года, поэтому данных об изменении приливного отклика в момент землетрясения на о. Хоккайдо 25.09.2003 обнаружено не было. Изменение в момент Великого японского землетрясения является статистически значимым (изменение превосходит За). Перед Великим японским землетрясением можно констатировать систематическое статистически значимое уменьшение приливного отклика с 2006 по 2011 гг. примерно на 20%, что также превосходит величину Зо = 0.15.

Резюмируя, можно сделать вывод, что по данным станции Е11М изменение приливного отклика перед Великим японским землетрясением является статистически значимым.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертации, представленные в защищаемых положениях.

Выводы

1. Разработаны численные алгоритмы расчета упругих перемещений земной поверхности в окрестностях очага землетрясения для случая радиально неоднородной среды (модель очага предполагает известную величину вектора Бюргерса на всей поверхности дислокации произвольной формы). Созданы алгоритмы решения обратной задачи определения параметров очага землетрясения по данным ОР8-наблюдений, основанные на методе наискорейшего спуска, и приведен пример решения задачи для очага землетрясения вблизи г. Антофагаста.

2. На основании разработанных алгоритмов расчета изменений амплитуд и фаз приливных деформаций и наклонов земной поверхности, обусловленных неоднородностями упругих модулей в очаге землетрясения, проведены детальные компьютерные расчеты изменений приливного отклика сейсмоактивной среды. В результате показано, что эффекты ожидаемых изменений упругих модулей должны приводить к изменениям приливных амплитуд наклонов и деформаций около 10-20%. Учитывая погрешности современных наклономерных наблюдений -1%, можно сделать вывод, что эти изменения могут быть обнаружены.

3. Разработан новый метод выявления малых изменений приливного отклика среды на коротких временных интервалах, позволяющий повысить разрешающую способность по времени и по вариациям амплитуд и фаз, относительно стандартного спектрального метода, примерно на порядок. При достаточной статистике наблюденных данных использование нашего метода может позволить использовать данные о временных изменениях приливного отклика среды в качестве одного из прогностических признаков землетрясения.

4. Приведены результаты статистического анализа изменений приливных амплитуд и фаз перед сильнейшими землетрясениями в окрестностях их очагов (на Суматре 2004 г., в Перу 2001 г., Чили 2010 г., Японии 2011 г.). В частности, получены данные об изменениях приливных наклономерных

амплитуд в окрестностях японского землетрясения на пяти станциях. На станции ЕЯМ впервые удалось выявить изменения наклономерных амплитуд в двух азимутах за 10 лет, предшествующих землетрясению и за год после него.

Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих статьях:

1. Молоденский Д.С. Моделирование изменений приливного отклика среды в процессе подготовки землетрясения, «Сейсмические приборы», 2010, т.46, №3, стр.64-73.

2. Молоденский Д.С. Изменение приливного отклика среды перед сильными землетрясениями, «Сейсмические приборы», 2010, т.46, №4 стр. 57-64.

3. Молоденский Д.С., Молоденский М.С. Изменение приливного отклика среды в пространственно-временной окрестности землетрясения в Японии , «Геофизические процессы и биосфера», 2011, т. 10, №2,

стр.67-72.

4. Молоденский Д.С., Молоденский М.С. О временных изменениях приливного отклика среды в окрестностях очагов катастрофических землетрясений, «Физика Земли», 2012, №11.

5. Молоденский М.С., Молоденский Д.С. Об упругих деформациях упруго неоднородной среды в очаговой зоне, «Геофизические исследования», 2012, т.13, №3.

6. Молоденский Д.С. О резонансном возбуждении нутации для планеты с неоднородно жидким ядром. Всероссийская школа молодых ученых «механика неоднородных жидкостей в полях внешних сил», 2010, Москва, 30 ноября - 2 декабря, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН.

7. Molodenskiy M.S., Molodenskiy D.S. On the earthquakes prediction by using GPS and GSN data: I. Earthquake's modeling. IAG Commission 1 Symposium 2010, Reference Frames for Applications in Geosciences (REFAG 2010), Paris, 2010, 04.10-08.10.

8. Molodenskiy D.S., Molodenskiy M.S. On the earthquakes prediction by using GPS and GSN data: II. The time variable tidal Response. IAG Commission 1 Symposium 2010, Reference Frames for Applications in Geosciences (REFAG 2010), Paris, 2010, 04.10-08.10.

9. M.C. Молоденский, Д.С.Молоденский. Модели тектонического разлома в центральных Андах по данным GPS. Научная конференция молодых учёных ИФЗ РАН, Москва, 2012.

10. Д.С. Молоденский, М.С.Молоденский. Изменения приливного отклика среды в сейсмоактивных областях. Научная конференция молодых учёных ИФЗ РАН, Москва, 2012.

11. M.S. Molodenskiy, D.S. Molodenskiy. Model of elastic surface displacements within source zones. European Seismological commission 33-rd General Assembly "Seismology without boundaries", Moscow, 2012,19-24 august.

Молоденский Дмитрий Сергеевич

Оценка изменений приливного отклика среды в сейсмоактивных областях по результатам компьютерного моделирования и данным СБЫ-наблюдений. Автореф. дисс. на соискание учёной степени кандидата физ.-мат. наук.

Подписано в печать 01.10.2012. Заказ №_

Формат 60x90/16. Усл. печ. л. I. Тираж 110 экз. ИФЗ РАН

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Молоденский, Дмитрий Сергеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРИЛИВНЫЙ ОТКЛИК СРЕДЫ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).

1.1. Наблюдения земных приливов.

1.2 Основные исследования внутреннего строения Земли.

ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

2.1 Общие методб1 компьютерного моделирования приливных наклонов и

ДЕФОРМАЦИЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЛЯ СФЕРИЧЕСКИ СИММЕТРИЧНЫХ И СФЕРИЧЕСКИ НЕСИММЕТРИЧНЫХ МОДЕЛЕЙ ЗЕМЛИ.

2.2 Методы изучения неоднородностей коры и мантии Земли.

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОЧАГА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ ПО GPS-ДАННЫМ О ПЕРЕМЕЩЕНИЯХ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ.

3.1. Модели упругих деформаций в однородной и радиально неод1юродной очаговой зоне.

3.2. Исходные соотношения.

3.3. Общие формы решений граничной задачи для радиально и латерально неоднородной среды, ограниченной произвольными внешней поверхностью S и поверхностью дислокаций 2.

3.4. Простейшие двумер! 1ые модели.

3.5. Результаты численного моделирования.

ГЛАВА 4. ПРИМЕР ПЯТИПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЧАГА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ ПО ДАННЫМ GPS.

4.1 Основные соотношения.

4.2. Результаты численного моделирования.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка изменений приливного отклика среды в сейсмоактивных областях по результатам компьютерного моделирования и данным GSN-наблюдений"

Актуальность. Идея использования изменений приливного отклика среды в качестве прогностического признака была впервые сформулирована в 1974 г. в работе [10], однако эффективное применение приобрела в последнее время в связи с двумя факторами. Во-первых, в последние 5-10 лет появилась достаточно густая сеть сейсмостанций GSN, оборудованных широкополосными сейсмометрами, способными с высокой точностью регистрировать земные приливы. Во-вторых, за последние 10 лет произошло большое число сильнейших сейсмических событий, аналогов которым до этого не было более 35 лет, что предоставляет хорошую экспериментальную базу для исследований.

Цель работы. Цель работы заключается в оценке изменений приливного отклика среды в сейсмоактивных регионах по результатам компьютерного моделирования. Модель строится на основании данных GPS о перемещениях земной поверхности в момент землетрясения и включает в себя геометрию, глубину залегания и величину неоднородности упругого включения вблизи очага землетрясения.

Также целью работы является оценка реальных изменений приливного отклика среды, полученная на основании данных сейсмической сети GSN для сильнейших сейсмических событий последних 35 лет.

Научная новизна работы. Впервые методы расчета упругих перемещений земной поверхности в окрестностях очага землетрясения обобщены на случай радиально неоднородной среды.

Впервые разработаны численные модели временных изменений приливного отклика среды в очагах тектонических землетрясений.

Разработан новый метод выявления малых изменений приливного отклика среды на коротких временных интервалах.

Научная и практическая значимость работы. В работе впервые разработаны численные алгоритмы для решения задачи об упругих деформациях радиально неоднородной среды в окрестностях очага землетрясений (определяемого вектором Бюргерса на поверхности дислокаций произвольной формы). В качестве иллюстрации к полученным результатам для Чилийского землетрясения 1995 г. (вблизи г. Антофагаста) с магнитудой М=8.0 были рассчитаны поля смещений поверхности для достаточно большого числа моделей разлома, различающихся его ориентацией относительно внешней поверхности, протяженностью, а также ориентацией вектора Бюргерса относительно поверхности дислокаций. Для решения обратной задачи определения параметров очага по данным GPS-наблюдеиий использована параметризация задачи с коэффициентами, определяющими геометрию плоскости дислокации. Для уменьшения количества независимо варьируемых параметров поверхность дислокаций предполагалась плоской, вектор Бюргерса принимался постоянным на всей поверхности дислокаций и направленным по касательной к ней. Предполагалось, что распределения модулей упругости с глубиной определяется континентальной моделью PREM.

Показано, что результаты расчетов для радиально однородной и радиально неоднородной модели различаются на 30-40%. Таким образом, без учета радиальной неоднородности среды адекватная интерпретация современных GPS - данных оказывается невозможной. Этим и определяется научная и практическая значимость значимость этого результата.

Проведены детальные компьютерные расчеты изменений приливного отклика сейсмоактивной среды. Показано, что в областях с характерными размерами порядка размеров очага относительные изменения амплитуд приливных наклонов и деформаций того же порядка, что и относительные изменения упругих модулей. Практическая значимость этого результата состоит в том, что он дает критерии точности приливных наблюдений, необходимых для получения достаточно надежных прогностических признаков.

В работе разработан также новый метод статистического анализа данных наблюдений. Апробация этого метода на десятилетнем ряде наблюдений на расположенной в непосредственной близости от очага девятибалльного японского землетрясения 2011 г. ст. ERM позволяет заключить, что его точность превосходит точность стандартных методов скользящего анализа примерно на порядок. При достаточной статистике наблюденных данных использование нашего метода может позволить использовать изменения приливного отклика среды в качестве прогностического признака землетрясений.

Защищаемые положения.

1. Методы расчета упругих перемещений земной поверхности в окрестностях очага землетрясения обобщены на случай радиально неоднородной среды. На основе метода наискорейшего спуска разработаны алгоритмы решения обратной задачи определения параметров очага землетрясения по данным ОР8-наблюдений.

2. Разработаны алгоритмы расчета изменений амплитуд и фаз приливных деформаций и наклонов земной поверхности, обусловленных изменениями упругих модулей в очаге с произвольной геометрией. Показано, что эффекты ожидаемых изменений упругих модулей должны приводить к изменениям приливных амплитуд наклонов и деформаций около 10-20%. Эти величины значительно больше погрешностей современных наклономерных наблюдений(~1%), и поэтому могут быть обнаружены.

3. Разработан новый метод выявления малых изменений приливного отклика среды на коротких временных интервалах. При сравнении со стандартными методами скользящего спектрального анализа, новый метод позволяет повысить разрешающую способность по времени и по вариациям амплитуд и фаз примерно на порядок.

4. С целью выявления изменений приливных амплитуд и фаз перед сильнейшими землетрясениями (на Суматре 2004 г., в Перу 2001 г., Чили 2010 г., Японии 2011 г.) впервые были обработаны данные наблюдений горизонтальными длиннопериодными маятниками в окрестностях их очагов. В частности, получены данные об изменениях приливных наклономерных амплитуд в окрестностях японского землетрясения на пяти станциях. На станции Е11М впервые удалось выявить изменения наклономерных амплитуд в двух азимутах за 10 лет, предшествующих землетрясению и за год после него.

Достоверность. Полученная по данным GPS модель очага землетрясения (угол, глубина и величина разлома) в районе города Антофагаста в Центральных Андах имеют достаточно хорошее соответствие с другими работами, в которых не учитывалась неоднородность модулей упругости в земной коре. [16]. Различия между полученными параметрами разлома и результатами, описанными в [16] объясняются влиянием неоднородности модулей упругости в земной коре.

Полученные нами результаты моделирования изменений приливного отклика среды при наличии мягкого либо жесткого включения разной геометрии согласуются с результатами, полученными Беамонтом и Берджером для простого трехмерного случая, выполненного методом конечных разностей.

Личный вклад автора. Личный вклад автора в работы, вошедшие в диссертацию, является определяющим на этапах разработки теоретических моделей, проведении теоретического анализа и интерпретации полученных данных.

Апробация работы. Представление результатов и обсуждение основных положений диссертационной работы и её отдельных частей проходило в виде докладов на ряде семинаров и конференций в ИФЗ РАН, на Всероссийской школе молодых ученых «механика неоднородных жидкостей в полях внешних сил» 30 ноября - 02 декабря 2010 в Москве, в институте проблем механики им. A.IO. Ишлинского РАН, на международной конференции в Париже 2010 04.1008.10. IAG Commission 1 Symposium 2010, Reference Frames for Applications in Geosciences (REFAG 2010) , на научной Конференции молодых ученых ИФЗ РАН 16 мая 2012 г., а также на 33-й Генеральной Ассамблее Европейской сейсмологической комиссии 19-24 августа в Москве.

Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих статьях и тезисах докладов:

1. Молоденский Д.С. Моделирование изменений приливного отклика среды в процессе подготовки землетрясения, «Сейсмические приборы», 2010, т.46, №3, стр.64-73.

2. Молоденский Д.С. Изменение приливного отклика среды перед сильными землетрясениями, «Сейсмические приборы», 2010, т.46, №4 стр. 57-64.

3. Молоденский Д.С., Молоденский М.С. Изменение приливного отклика среды в пространственно-временной окрестности землетрясения в Японии , «Геофизические процессы и биосфера», 2011, т. 10, №2, стр.6772.

4. Молоденский Д.С., Молоденский М.С. О временных изменениях приливного отклика среды в окрестностях очагов катастрофических землетрясений, «Физика Земли», 2012, №11-12.

5. Молоденский М.С., Молоденский Д.С. Об упругих деформациях упруго неоднородной среды в очаговой зоне, «Геофизические исследования», 2012, т.13, №3.

6. Молоденский Д.С. О резонансном возбуждении нутации для планеты с неоднородно жидким ядром. Всероссийская школа молодых ученых «механика неоднородных жидкостей в полях внешних сил», 2010, Москва, 30 ноября - 2 декабря, Институт проблем механики им. АЛО. Ишлинского РАН.

7. Molodenskiy M.S., Molodenskiy D.S. On the earthquakes prediction by using GPS and GSN data: I. Earthquake's modeling. IAG Commission 1 Symposium 2010, Reference Frames for Applications in Geosciences (REFAG 2010), Paris, 2010, 04.10-08.10.

8. Molodenskiy D.S., Molodenskiy M.S. On the earthquakes prediction by using GPS and GSN data: II. The time variable tidal Response. IAG Commission 1

Symposium 2010, Reference Frames for Applications in Geosciences (REFAG 2010), Paris, 2010, 04.10-08.10.

9. M.C. Молоденский, Д.С.Молоденский. Модели тектонического разлома в центральных Андах по данным GPS. Научная конференция молодых учёных ИФЗ РАН, Москва, 2012.

10.Д.С. Молоденский, М.С.Молоденский. Изменения приливного отклика среды в сейсмоактивных областях. Научная конференция молодых учёных ИФЗ РАН, Москва, 2012.

11.M.S. Molodenskiy, D.S. Molodenskiy. Model of elastic surface displacements within source zones. European Seismological commission 33-rd General Assembly "Seismology without boundaries", Moscow, 2012, 19-24 august.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения. Общий объем составляет 135 страницы, в том числе 52 рисунка. Список литературы включает 132 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Молоденский, Дмитрий Сергеевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Разработаны алгоритмы, позволяющие определять модели очагов землетрясений по GPS - данным о горизонтальных и вертикальных перемещениях пунктов GPS - наблюдений в момент землетрясения (включая модели для реальной радиально неоднородной среды).

2. Разработан метод численного решения обратной задачи определения параметров очага землетрясения (протяженности и ориентации плоскости разлома и ориентации и величины вектора Бюргерса на этой поверхности) в радиально неоднородной среде по данным GPS - наблюдений.

3. Приведен пример использования полученных результатов для землетрясения, в момент которого перемещения земной поверхности были измерены в большом числе пунктов и с высокой точностью (в окрестностях города Ангофагаста в Чили). Построено численное решение обратной задачи определения параметров этого очага землетрясения для радиально неоднородной модели PREM по данным GPS - наблюдений горизонтальных и вертикальных перемещений поверхности.

4. Разработан новый эффективный метод анализа изменений приливного отклика по данным наблюдений на коротких временных интервалах, позволивший повысить точность стандартных методов скользящего спектрального анализа примерно на порядок.

5. На десятилетнем временном интервале, предшествующем Великому японскому землетрясению, построены детальные численные модели изменений приливного отклика в окрестностях очагов землетрясения в Японии.

6. Проведено сопоставление результатов статистического анализа данных наблюдений о приливном отклике длиннопериодных горизонтальных сейсмометров, входящих в систему GSN и F-net на территории Японии и Чили, с результатами численных расчетов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Молоденский, Дмитрий Сергеевич, Москва

1. Н.П Абовский, Н.П.Андреев, А.П.Деруга. Вариационные принципы теории упругости и теории оболочек. М.: Наука, 1978

2. Красильников В. А., Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твердых телах, 3 изд., М., 1960

3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости // М., «Наука», 1963,218с.

4. Мельхиор П. Земные приливы. М., «Мир», 1968, 490 с.

5. Молоденский М.С. Модели упругих смещений поверхности в очаговых зонах// Физика Земли. 2009. №9. с. 107-112.

6. Молоденский Д.С. Моделирование изменений приливного отклика среды в процессе подготовки землетрясения//Сейсмические приборы 2010 т.46 №3 стр.64-73

7. Молоденский Д.С. Изменение приливного отклика среды перед сильными землетрясениями» «Сейсмические приборы» 2010 т.46 №4 стр. 57-64

8. Молоденский Д.С., Молоденский М.С. Изменение приливного отклика среды в пространственно-временной окрестности землетрясения в Японии «Геофизические процессы и биосфера» 2011 т. 10 №2 стр.67-72

9. Молоденский М.С., Молоденский Д.С. Эффекты радиальной неоднородности среды в теории косейсмических деформаций. Физика Земли (статья подготовлена в печать)

10. С. Beaumont and J. Berger, 1974. Earthquake prediction: modification of the earth tide tilts and strains by dilatancy. Geophys.J.Roy.astr.Soc., v. 39, No 1, p.p. 111-122.

11. P. Фейнман, P. Лейтон, M. Сэндс. Фейнмановские лекциии по физике. М.: «Мир», 1978.

12. Walsh J.В., Rice J.R., Yokoyama .A. Elastic dislocation theory for the deep-slip and strike-slip elastic configurations J. Geophys. Res., 2008, v.97, No Bl, p.5267-5290

13. Мельхиор. П. Физика и динамика планет. «Мир», М., 1976,

14. Ляв. А. Математическая теория упругости. ОНТИ, М.-Л., 1935.

15. Wahr J.M. A normal mode expansion for the forced response of a rotating Earth. Geophys. Journ.Roy. astr. Soc., v.64, 3 , p.651-675, 1981.

16. Klotz, J., Angermann, D., Reigber, C., Barientos, S., Barriga, R., Cifuentes, О. (1999): Deformación de la Cordillera de los Andes sensada con GPS. V. Congreso Internacional de Geomensura, 28-31.

17. Zschau J, Tidal sea load tilt of the crustal and upper mantle structure. Geophys. Journ. Roy.astr.Soc., v.44, p.p. 577-593, 1976.

18. Wahr J.M. Body tides on an elliptical, rotating, elastic and oceanless Earth. Journ. Roy.astr.Soc., v.64, 3, p.p. 677-703, 1981.

19. Молоденский C.M. Изменение чисел Лява при варьировании схемы строения Земли. Изв. АН СССР, сер. «Физика Земли», №2, 1976.

20. Молоденский С.М. О функции Грина для уравнений упругих сфероидальных деформаций Земли. Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, №11, 1976.

21. Молоденский С.М, Приливы в сферически несимметричной Земле. В сб. «Изучение земных приливов». М., «Наука», 1980.

22. Молоденский С.М. Влияние локальных неоднородносгей коры и верхней мантии на приливные наклоны. В сб. «Вращение и приливные деформации Земли», вып. 13. «Наукова Думка», Киев, 1981.

23. Валле Пуссен Ш.Ж. Лекции по теоретической механике. И.Л., М., 1949, т.2., стр. 54-210.

24. Лейбензон Л.С. Курс теории упругости М.-Л., ОГИЗ, Гостехиздат, 1947, 464 стр.

25. Парийский Н.Н. Перцев Б.П. Влияние инерционных сил на наблюдаемые изменения силы тяжести и наклонов. В сб. «Изучение земных приливов», М., «Наука», 1980.

26. Джеффрис Г. Земля, её происхождение, история и строение. ИЛ, М., 1960, 484 стр.

27. Фрейденталь Л., Гейрингер X. Математические теории неупругой сплошной среды. ФМ, М., 1962, 260 сю

28. Anderson D.L., Minster J.В. The frequency dependence of Q in the Earth and implications for mantle rheology and Chandler wobble. Geophys. Journ. Roy. Astron. Soc., 1979, v.58, p.p. 431-440.

29. Dziewonski A.M., Anderson D.L. Preliminary reference Earth model. November 1980. Preprint.

30. Коган С.П. Сейсмическая энергия и методы её определения. М., «Наука», 1975.

31. Knopoff L. On the rheological models. Rev. Geophys. 1964 v.2, p.625.

32. Перцев Б.П., Иванова М.В. Поправки за морские приливы в частоте М2 в гравиметрические земноприливные наблюдения в Европе. Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, №12, 1975.

33. Мячкин В.И. Процессы подготовки землетрясений. М., «Наука», 1978, 230 с.

34. Добровольский И.П., Зубков С.И., Мячкин В.И. Об оценке размеров зоны проявления предвестников землетрясений. В сб. «Моделирование предвестников землетрясений». М., изд. АН СССР, 1976, с.4- 44.

35. Островский А.Е., Старков В.И., Старкова Э.Я. Аномалии в амплитудах и фазах приливных наклонов. В сб. «Изучение земных приливов». М., «Наука», 1980, с.182-187.

36. Harrison J.С. Cavity and topographic effects in tilt and strain measurments. Journ. Geophys. Res., 81, 1976, p.319-328.

37. Tanaka S., Ohtake M., Sato H. Evidence for tidal triggering of earthquakes as revealed from statistical analysis of global data // Journal of Geophysical Res. V. Solid Earth. 2002. V. 107.

38. Железняк Л.К., Конешов В.П., Попов Е.И. Новый этап развития морской гравиметрии // Доклады АН. 1994. № 4.

39. Железняк Л.К., Конешов В.Н.,Лыгин В.А., Пьянков В.Я. Применение высокоточных морских гравимагнитных съёмок для поиска нефтегазоносных структур // Физика Земли. 2001. № 9.

40. Гриднев Д.Г., Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Определение масштаба записи приливорегистрирующего гравиметра GS -12 №186. // Геология и геофизика, 1982,3, с.96-101.

41. Гриднев Д.Г., Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Наблюдение изменений силы тяжести во время солнечного затмения 31 июля 1981 т. II Геология и геофизика, 1985,3, с. 93 100.

42. Гриднев Д.Г. Кварцевый измеритель плотности воздуха. // Приливные деформации Земли, М.: Наука, 1975.- с. 130-140.

43. Гриднев Д.Г., Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Временные изменения приливного фактора и упругие свойства верхней мантии в районе Иркутска. // Геология и геофизика, 1988, 7, с. 87-93.

44. Гриднев Д.Г., Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Наклоны земной поверхности в районе водохранилища Иркутской ГЭС. // Геология и геофизика, 1989, 3, с. 116-122.

45. Гриднев Д.Г., Тимофеев В.Ю. Способ определения модуля упругости горных пород. Авторское свидетельство № 1668663, приоритет от 28.04.1989 г.

46. Гриднев Д.Г., Тимофеев В.Ю. Способ определения модуля упругости горных пород. Авторское свидетельство № 1557318, приоритет от 4.04.1988 г.

47. Masters Т. G., and R. Widmer (1995). Free-oscillations: frequencies and attenuations, in Global Earth Physics: A Handbook of Physical Constants, T. J. Ahrens (Editor), American Geophysical Union, Washington, D.C., 104-125.

48. Гриднев Д.Г., Тимофеев В.Ю. Кварцевый наклономер с магнитным управлением. М. 1990.-10 е.- Депон.ВИНИТИ,07.06.90.-И.3214-В-90.

49. Деформационные процессы в период, предшествующий Спитакскому землетрясению. Под ред. И.Л.Нерсесова, Л.А.Латыниной, М.: ИФЗ АН СССР, 1989. 100 с.

50. Жарков В.Н., Внутреннее строение Земли и планет. М.: Наука,

51. Земные приливы и внутреннее строение Земли. Под ред. Н.Н.Парийского. М.: Наука, 1967.167с

52. Изучение земных приливов. Под ред. Н.Н.Парийского, М.: Наука, 1980.г248 с.

53. Леви К.Г., Аржанникова A.B., Буддо В.Ю., Кириллов П.Г., Лухнев A.B., Мирошниченко А.И., Ружич В.В., Саньков В.А. Современная геодинамика Байкальского рифта. // Разведка и охрана недр, 1997. №1. С. 10-20.

54. Леви К.Г., Мирошниченко А.И., Ружич В.В., Саньков В.А., Алакшин A.M., Кириллов П.Г., Колман С., Лухнев A.B. Современное разломообразование и сейсмичность в Байкальской рифтовой зоне. // Физическая мезомеханика, 1999. т.2, № 1-2. С. 171-180.

55. Магницкий В. А. Современные вертикальные движения земной коры: «парадокс» больших скоростей//Земля и Вселенная. 1985.4. с. 10-14.

56. Мельхиор П. Земные приливы. М.: Мир, 1968,482 с.

57. Мельникова В.И., Радзиминович H.A. Механизм очагов землетрясений Байкальского региона за 1991 1996 гг. // Геология и геофизика, 1998. т.39, №11, с. 1598-1607.

58. Методика измерений земных приливов и медленных деформаций земной поверхности. Под ред. Н.Н.Парийского. М.: Наука, 1970.184 с.

59. Миронов В. С., Курс гравиразведки. JL: Недра, 1972. 512 е.

60. Молоденский М.С. Избранные труды. Гравитационное поле. Фигура и внутреннее строение Земли. М.: Наука, 2001.570 с.

61. Молоденский С.М. Приливы, нутация и внутреннее строение Земли. М.: ИФЗ АН СССР, 1984.215 с.

62. Мордвинова В.В., Винник Л.П., Косарев Г.Л.Телесейсмическая томография литосферы Байкальского рифта. // ДАН. 2000. т.372, № 2, с.248-252.

63. Недра Байкала по сейсмическим данным . Под редакцией Н. Н. Пузырева. Новосибирск: Наука, 1981. 173 с.

64. Орлов АЛ. Определение средней твердости Земли по наблюдениям в Юрьеве, Томске и Потсдаме. // Известия Русск. Геогр. Общества, 1915, 51, IX, 479-487.

65. Орлов В.А. Высокочувствительные лазерные измерения малых перемещений и скоростей в условиях сильных естественных помех: Автореф. дис. д-ра физ.-мат. наук. — Новосибирск, 2003. 36 с.

66. Островский А.Е. Деформации земной поверхности по наблюдениям наклонов. М.: Наука, 1978. 184.

67. Парийский H.H., Кузнецов М.В., Кузнецова Л.В. О влиянии океанического прилива на вековое замедление вращения Земли. // Известия АН СССР, сер. Физика Земли, 1972. 2, 50-55с.

68. Парийский H.H., Перцев Б.П. Влияние инерционных сил на наблюдаемые приливные изменения силы тяжести и наклонов. // Приливные вариации силы тяжести. Сб. трудов. Москва: ИФЗ АН. 1980. 100 с.

69. Парийский H.H., Перцев Б.П., Учет сил инерции при анализе земноприливных наблюдений. // Труды «3-rd International Symposium Geodesy and Physics of the Earth». Part 2. Potsdam. 1977. c. 12-20.

70. Парфианович И.А., Экспериментальное изучение приливов и отливов Байкала. // Известия Физ.-мат. института им. Стеклова АН СССР, 1928, № 3, с. 189-200.

71. Перцев Б.П., Влияние морских приливов ближних зон на земноприливные наблюдения. // Известия АН СССР, сер. Физика Земли, 1976. 1, 30-38.

72. Попов В. В. О температурных деформациях земной поверхности // Известия АН СССР. Физика Земли. 1961. 7, с. 3-10.

73. Приливные деформации Земли. Под ред. Н.Н.Парийского, М.: Наука, 1975. 187с.

74. Ржевский В.В., Новик ГЛ. Основы физики горных пород. М.: Недра, 1978. 390 с.

75. Роговская Н.В. Закономерности строения подземной гидросферы платформенных областей. М.: Наука, 1991. 231 с.

76. РужичВ.В., Сейсмотектоническая деструкция в земной коре Байкальской рифтовой зоны. Новосибирск: Изд-е СО РАН, 1997. 144 с.

77. Сарычева Ю. К. Приливные изменения силы тяжести в Новосибирске и причины вариаций гравиметрического фактора 8: Автореф. дис. к-та физ.-мат. наук. М., 1973.- 15 с.

78. Сарычева Ю. К., Тимофеев В. Ю. Первые наблюдения по программе Транссибирского приливного профиля // Метрология в гравиметрии. Харьков; Институт метрологии. 1980. с. 79-81.

79. Сарычева Ю. К., Тимофеев В. 10. Исследование приливных вариаций силы тяжести в Сибири // Методика и результаты комплексных геофизических исследований. Новосибирск: ИГиГ СОАН СССР, 1981. с. 64-70.

80. Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Приливные параметры Земли по результатам новосибирских гравиметрических наблюдений. // Геология и геофизика, 1992, 2, с. 37-44.

81. Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Аномальная часть прилива в Иркутске и Новосибирске. //Геология и геофизика, 1992. 5, с. 120-124.

82. Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Приливные параметры Земли по результатам приливных наблюдений (ст.Ключи, Новосибирск). // Методика и результаты изучения пространственно-временных вариаций геофизических полей. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1992, с. 129 147.

83. Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю., Приливные наклоны в Талой. // Методика и результаты изучения пространственно-временных вариаций геофизических полей. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1992, с. 173 194.

84. Солоненко А.В., 1993, Симметрия поля напряжений земной коры Байкальского рифта// ДАН, т.328, N6, 674-677.

85. Справочник для геологов по физическим константам, //Фр. Берг, Дж. Шерер, Г. Спайсер. М.: ИЛ, 1949,303 с.

86. Стейси Ф., Физика Земли. М.: Мир, 1972, 342 с.

87. Теркот Д., Шуберт Дж., Геодинамика: геологические приложения физики сплошных сред. М.: Мир, Ч. 2. 1985. 643 с.

88. Тимошенко С. П., Гудьер Дж., Теория упругости. М.: Наука, 1975. 576 с.

89. Тимофеев В.Ю., Комплексирование абсолютных и относительных измерений приливных вариаций силы тяжести. // Геология и геофизика, 1979, 11, с.108-113.

90. Тимофеев В.Ю., Сарычева Ю.К., Наклономерные исследования в г.Нефтеюганске. // Методика и результаты изучения пространственно-временных вариаций геофизических полей. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН,, 1992, с. 208-220.

91. Тимофеев В.Ю., Сарычева Ю.К., Панин С.Ф., Анисимова Л.В., Гриднев Д.Г., Масальский O.K., Исследование наклонов и деформаций земной поверхности в БРЗ. // Геология и геофизика, 1994,3, с. 119-129.

92. Тимофеев В.10., Сарычева Ю.К., Анисимова Л.В., Панин С.Ф., Хомутов С.Ю., Динамический эффект жидкого ядра в земноприливных наблюдениях на сибирских станциях (Новосибирск, Талая, Иркутск). // Геология и геофизика, 1994, 11, с.108-117.

93. Тимофеев В.Ю., Арнаутов Г.П., Талиев С.Д., Сарычева Ю.К. Изучение современных движений земной коры в районах крупных водоемов юга Сибири методом регистрации водного уровня. // Геология и геофизика, 1997. т.38, 12, с. 1991 -1998.

94. Тимофеев В.Ю., Анисимова Л.В., Дюкарм Б., Сарычева Ю.К., Гриднев Д.Г., Масальский O.K., Оценка вязкости зоны разлома по наблюдениям наклонов земной поверхности. //Геология и геофизика, 1999. т.40,10, с. 1495-1501.

95. Тимофеев В.Ю., Арнаутов Г.П., Калиш E.H., Стусь Ю.Ф., Дюкарм Б., Сарычева Ю.К., Анисимова Л.В., Смирнов М.Г. Особенности современных движений земной коры юга Сибири. //ДАН, 1999. т.369,4, с.537-541.

96. Тимофеев В.Ю., Яковенко B.C., Дучков А.Д., Дюкарм Б., Ревтова Е.А. Долговременные и приливные деформации по наблюдениям деформографами и наклономерами (Тянь-Шань ст. Ала-Арча). // Геология и геофизика, 2001. 10, 1650-1658.

97. Тимофеев В.Ю., Дюкарм Б., М.Ван Руимбек, Сарычева Ю.К., Ревтова Е.А., Грибанова Е.И., Ардюков Д.Г. Экспериментальные приливные модели (для юга Сибири). // ДАН, 2002. т.382,2, с.250-255.

98. Тимофеев В.Ю., Горнов П.Ю., Корчагин Ф.Г., Запреева Е.А., Мониторинг упругих параметров водонасыщенного пласта по наблюдениям уровня воды в скважине. // Геология и геофизика, 2003, т.44, №8, с.839-849.

99. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Дучков А.Д., Запреева Е.А., Кале Э., Сеть измерений в западной части Алтае-Саянской области. // Геология и геофизика, 2003. г. 44, №11,1208-1215.

100. Тимофеев В.Ю., Запреева Е.А., Ардюков Д.Г. Мониторинг современных горизонтальных движений Алтая. // Современные проблемы геодезии и оптики. Сборник материалов LIII конференции. Часть III. 2003, СГТА, стр. 217-219.

101. Урманцев Ф. М., Оценка влияния суточных изменений атмосферного давления па показания гравиметров, наклономеров и на нивелирные работы // Известия АН СССР. Физика Земли, 1975. № 3, с.79-82.

102. Федеральная система сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений. // Инф.-анал. Бюллетень. Спец.выпуск 1995. Гл.ред. Лаверов Н.П., М.: МЧС России РАН. 236 с.

103. Филина А.Г. Землетрясения Алтае-Саянского региона. // "Землетрясения в России 1991", М.: Наука. 1997, с.55-65.

104. Фотиади Э.Э. Основные черты структуры и динамики литосферы Сибири по геолого-геофизическим данным. Новосибирск: Наука, Труды ИГиГ СО АН СССР, выпуск 738,1990. 116 с.

105. Agnew.D.C. Strainmeters and Tiltmeters. // Reviews of Geophysics, vol.24, n3, August 1986. pp. 579-624.

106. Alekseev A.S., Belonosov A.S., Petrenko V.E. On the multidisciplinary approach to determination of an integral earthquake precursor. // Journal of the Earthquake -Prediction Research. 2000. V. 8, No. 3, pp. 256-274.

107. Allen C.R., Luo Z., Qian H., Wen X., Zhou IT, Huang W. Field study of a highly active fault zone: The Xianshuihe fault of southwestern China, // Geol. Soc. Am. Bull., 1991,103, 1178-1199.

108. Armijo, R. Late Cenozoic right-lateral strike-slip faulting in southern Tibet. // J.Geophys.Res., 1989, 94,2787-2838.

109. Armijo R.P., Tapponnier P., Merrier J.I., Han T.L. Quaternary extension insouthen Tibet: Field observations and tectonic implications. // J.Geophys.Res., 1986,91, 13,803-13,872.

110. Arnautov G.P., Kalish E.N., Smirnov M.G., Stus Yu.F., Tarasyuk V.G., 1994, GABL-M Ballistic Laser Gravimeter and Results of Observation of Gravity Variations, Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing, 3, 3-11.

111. Avouac, J.P., Tapponnier P. Kinematic model of active deformation in Central Asia. // Geophys.Res.Lett., 1993, 20, 895-898.

112. Baker Т., Curtis D., Dodson A. A new Earth tide models in central Europe. // Geophys. Res. Lett. 1996. V.23, n.24,3559-3562.

113. Baljinnyam I. Ruptures of major earthquakes and active deformation in Mongolia D and its surroundings. // Geol. Soc. Am. Mem., 1993. 181, 62.

114. Bayasgalan A. Field examples of strike-slip fault terminations in Mongolia and their tectonic significance.// Tectonics, 1999. 18, 394-411.

115. Beaumont C., Lambert A. Crustal Stracture from Surface Load Tilts, Using a Finite Element Model.// Geophys. J. R. astron. Soc. 1972. 29,203-226.

116. В. К. Милюков. Лазерный интерферометр-деформограф для мониторинга движений земной коры // Приборы и техника эксперимента. 2005. - N 6. - С. . 87-103.-Библиогр.: с. 103

117. Beaumont С. Tidal loading: crustal structure of Nova Scotia and the M2 tide in the northwest Atlantic from tilt and gravity observations. // Geophys. J. Res., 1978. S.53,27.53.

118. Beavan J., Bilham R., Thermally induced errors in fluid tube tiltmeters.// J.Geophys.Res., 1977. 82,5699-5704.

119. Benioff H. A linear strain seismograph. // Bull.Seismol.Soc.America, 1935, v.25, N 4, p.283-309.

120. Blair D., Topographic, geologic and cavity effects on the harmonic content of tidal strain.//Geophys.J.R.astr.Soc., 1977.48,393-405.

121. Boucher C., Altamimi Z., Sillard P., Results and analysis of the ITRF97.// IERS m Technical note, 27, 1999, 191.

122. Brown L.D. Postseismic crustal uplift near Anchorage, Alaska. // J. Geophys. Res., 1977. 82, 3369-3378.

123. Budiansky В., Amazigo J.C. Interaction of Fault Slip and Lithospheric Creep. // J. Geophys. Res. 1976, vol.81, no.26,4897-4900.

124. Burov, E.B., Moudry, F., Diament, M., Deverchere, J. A broken plate beneath the North Baikal rift zone revealed by gravity modelling. // Geophys. Res. Lett. 1994,21, 129-132.

125. Cadek, O. Can long-wavelength dynamical signatures be compatible with layered and convection?//Geophys. Res. Lett., 1997. 24,2091-2094.

126. Calais, E., Lesne O., Deverchere J., Sankov V.A., Lukhnev A.V., Miroshnichenko A.I., and Levi K.G., GPS measurements of crustal deformation in the Baikal rift zone, Siberia// Geophys. Res. Lett., 1998. V.25, № 21, pp. 4003-4007.

127. Calais E., Amariargal S. New constraints on current deformation in Asia from continuous GPS measurements at Ulan Baater, Mongolia. // Geophys. Res. Lett., 2000. V.27, pp. 1527-1531.

128. Calais E., Vergnolle M., Deverchere J., San'kov V., Lukhnev A., Amariargal S. Are post-seismic effects of the M=8.4 Bolnay earthquake (1905 July 23) still influencing GPS velocities in the Mongolia-Baikal area? // Geophys. J. Int., 2002. 149, 157-168.

129. Cartwright, D.E. and Ray, R.D., New Estimates of Oceanic Tidal Energy Dissipation from Satellite Altimetry.// Geophys. Res. Letters, 1989. 16, nr 1, 73-76.

130. Cartwright, D.E. and Ray, R.D., Oceanic Tides from Geosat Altimetry.// J.Geoph.Res. 1990. 95, C3,3069-3090.