ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2012, № 2, с. 3-26
УДК 557.341
Посвящается 50-летию начала детальных сейсмологических наблюдений и исследований на Камчатке, 1.XI 1961-1.XI 2011 гг.
ДОЛГОСРОЧНЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ПРОГНОЗ ДЛЯ КУРИЛО-КАМЧАТСКОЙ ДУГИ НА IX 2011-VIII 2016 гг.; ВЕРОЯТНЫЕ МЕСТО, ВРЕМЯ И РАЗВИТИЕ СЛЕДУЮЩЕГО СИЛЬНЕЙШЕГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ КАМЧАТКИ С M > 7.7
© 2012 г. С. А. Федотов1, 2, А. В. Соломатин1, С. Д. Чернышев1
1 Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, e-mail:fedotov@kscnet.ru, alf55@mail.ru
2 Институт физики Земли РАН 123810 Москва, Б. Грузинская ул., 10, e-mail: karetn@list.ru Поступила в редакцию 01.11.2011 г.
Рассматриваются результаты продолжения в 2010—2011 гг. работ по методу долгосрочного сейсмического прогноза для Курило-Камчатской дуги, основанному на закономерностях сейсмических брешей и сейсмического цикла. Приводится прогноз на следующие 5 лет, IX 2011—VIII 2016 гг. для всех участков сейсмогенной зоны Курило-Камчатской дуги. Для 20 участков предсказываются стадии сейсмического цикла, нормированное количество слабых землетрясений (А10), магнитуды землетрясений средней силы, ожидаемых с вероятностями 0.8, 0.5 и 0.15, максимальные возможные магнитуды и вероятности возникновения сильнейших землетрясений с М > 7.7. Подтверждена полная необходимость продолжения неотложных работ по сейсмоукреплению в районе г. Петропавловск-Камчатский.
Независимые дополнительные оценки вероятных места, времени и развития следующего землетрясения на Камчатке с М > 7.7 получены при рассмотрении однотипного развития последовательностей форшоков, главных толчков и афтершоков трех последних сильнейших землетрясений Камчатки: 22.XI 1969 г., 15.XII 1971 г. и 5.XII 1997 г.
Гигантское землетрясение Тохоку, 11.III 2011 г., Mw = 9 (M = 8.9), заполнило сейсмическую брешь, выделенную в прогнозе для северо-восточной Японии, данном в 2005 г.
ВВЕДЕНИЕ
Долгосрочный сейсмический прогноз — одно из самых важных направлений исследований и работ по прогнозу и оценке сейсмической опасности. В круг задач и вопросов долгосрочного сейсмического прогноза входят изучение закономерностей сейсмической деятельности, составление и совершенствование долгосрочных сейсмических прогнозов, получение данных об опасности сильных землетрясений, необходимых для подготовки к ним и для принятия мер по предотвращению ущерба и потерь.
Курило-Камчатская дуга является наиболее сейсмичным регионом России. Сейсмичность достигает здесь наивысшего уровня, существующего на Земле. Сейсмологические наблюдения, ведущиеся на протяжении более ста лет, показали, что по своей сейсмичности Курило-Камчат-
ская дуга, длина которой около 2100 км, является в первом приближении однородной протяженной структурой.
Более 40 лет назад при исследовании сейсмичности Курило-Камчатской сейсмогенной зоны С.А. Федотовым был выделен ряд основных пространственно-временных закономерностей, важнейшими из которых являются "сейсмические бреши" и "сейсмический цикл" сильнейших землетрясений. В 1965—1968 гг. на основе этих и некоторых других закономерностей для Курило-Камчатского региона, северо-восточной Японии и сходных с ними структур С.А. Федотовым был предложен метод долгосрочного сейсмического прогноза [Федотов, 1965, 1968, 2005]. Понятия "сейсмические бреши", "сейсмический цикл" и "долгосрочный сейсмический прогноз" стали
применяться в сейсмологии [Соболев, 1993; Sykes, 1971; Mogi, 1988].
Метод непрерывно применяется, совершенствуясь со временем. 14 основных работ по этому методу и обзор результатов 1962—2002 гг. приведены в [Федотов, 2005]. В последней работе, приведенной в этой книге, даны прогноз на 2001—2005 гг. и описание метода по состоянию на 2002 г. [Федотов, Чернышев, 2002]. Оценка предыдущих прогнозов и прогноз на 2004—2008 гг. даны в работе [Федотов и др., 2004]. Последние описания метода и прогнозы на 2006—2015 гг. приведены в работах [Федотов и др., 2007, 2008, 2011].
В настоящее время по этому методу прогнозируется ряд важных характеристик сейсмичности Курило-Камчатской дуги на следующие пять лет, которые названы в разделе 1.
Полученные прогнозы сопоставляются с прогнозами на основе других методов (М8 и др.) [Федотов, 2005; Федотов и др., 2008, 2011].
Прогнозы регистрируются в Совете Института вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН и Камчатского филиала Геофизической службы (КФ ГС) РАН по прогнозу землетрясений и извержений вулканов и еженедельно передаются в сообщениях этого Совета. В случае возникновения сильных землетрясений или при других значительных изменениях сейсмического процесса в рассматриваемой области составляются их обновления.
Долгосрочные сейсмические прогнозы сильнейших землетрясений 1965—2005 гг. оправдывались с вероятностью 0.8—0.9 [Федотов, Чернышев, 1987; Федотов и др., 2008, 2011] и др.
Метод может применяться в других регионах мира, имеющих сходные структуру, геодинамику и сейсмотектонику. Последними примерами применения рассматриваемого метода в других регионах мира является построение ретроспективного долгосрочного сейсмического прогноза для Хоккайдского землетрясения 25.IX 2003 г., М = 8.1, данное в [Федотов и др., 2004], а также выделение в 2005 г. обширной сейсмической бреши вдоль восточного побережья о. Хонсю, заполнившейся 11.III 2011 г. гигантским очагом землетрясения с MW = 9 (M = 8.9).
Построенные долгосрочные сейсмические прогнозы могут быть использованы для долгосрочного прогноза цунами.
Необходимо отметить высокую практическую значимость результатов работ по данному методу. Полученные на его основе данные явились обоснованием для принятия государственных заблаговременных мер по сейсмобезопасности, сей-смозащите и сейсмоусилению. В 1986—2001 гг. было принято 6 соответствующих Решений и Постановлений Правительства СССР, РСФСР и РФ [Федотов, 2005]. В 2006 и 2007 гг. были даны три
Поручения Президента РФ В.В. Путина, а в конце 2008 г. было дано Поручение Президента РФ Д.А. Медведева по обеспечению сейсмобезопас-ности, проведению сейсмоусиления жилого фонда и объектов социальной сферы в Камчатском крае и выделению средств на эти цели из федерального бюджета. В 2009 г. Правительство РФ выделило такие средства Камчатскому краю и Сахалинской области на повышение устойчивости жилых домов, основных объектов и систем жизнеобеспечения в 2009—2013 гг., и с конца 2010 г. начались интенсивные работы по обеспечению необходимого уровня сейсмобезопасности, сей-смоусиление жилых домов и новое сейсмостойкое строительство в краевом центре — г. Петропавловск-Камчатский [Федотов и др., 2011].
В данной работе рассматриваются следующие основные вопросы.
В разделе 1 приводится долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги на следующие 5 лет, IX 2011—VIII 2016 гг. Предыдущие такие прогнозы давались на IX
2010—VIII 2015 гг. [Федотов и др., 2011] и на IV
2011—Ш 2016 гг. При сдвиге интервала прогноза на год объем исходных данных меняется на 20%. Предсказывается на IX 2011—VIII 2016 гг. уровень сейсмичности во всех участках сейсмогенной зоны Курило-Камчатской дуги, отмечаются его сохранение либо изменения в течение последних лет.
В разделе 2 рассматривается однотипное развитие сейсмического процесса во время трех последних сильнейших землетрясений Камчатки — Озерновского, 22Х 1969 г., М = 7.7, Усть-Кам-чатского, 15.ХП 1971 г., М = 7.8, и Кроноцкого, 5.ХП 1997 г., М = 7.8—7.9. Эти материалы дают независимые дополнения к приведенному долгосрочному прогнозу. Они показывают вероятные место, время и развитие следующего сильнейшего землетрясения на Камчатке.
В разделе 3 приводятся примеры успешного применения рассматриваемого метода долгосрочного сейсмического прогноза в других регионах мира — прогноз мест трех сильнейших японских землетрясений, включая гигантское землетрясение Тохоку 11.Ш 2011 г., М = 8.9. Отмечается влияние этого землетрясения на сейсмичность Курило-Камчатской дуги.
В Заключении содержатся краткое обсуждение результатов и главные выводы работы.
1. ДОЛГОСРОЧНЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ
ПРОГНОЗ ДЛЯ КУРИЛО-КАМЧАТСКОЙ ДУГИ НА IX 2011—VIII 2011 гг.
1.1. Основы используемого метода долгосрочного сейсмического прогноза и прогнозируемые величины
Основы метода, используемые закономерности и параметры, а также способы составления
прогнозов приведены в работах [Федотов, 1965, 1968, 2005]. Последнее описание метода, его обоснование и способы расчета прогнозируемых величин даны в работах [Федотов и др., 2004, 2007, 2008, 2011]. Оценка предыдущих прогнозов и прогноз на IX 2010—У11 2015 гг. приведены в работе [Федотов и др., 2011]. Ниже изложены лишь краткие сведения, необходимые для объяснения приведенных далее долгосрочных сейсмических прогнозов и их оценки.
Долгосрочные сейсмические прогнозы составляются на 5 следующих лет — средний период повторения сильнейших (М > 7.7) землетрясений во всей Курило-Камчатской дуге [Федотов, 2005; Федотов и др., 2007] и обновляются через полгода или чаще, если происходят сильные землетрясения и существенно меняются параметры сейсмичности.
Исходной основой для составления долгосрочных сейсмических прогнозов являются данные о параметрах сейсмического процесса за предшествующие 5 лет. При этом наиболее сейсмически активная полоса Курило-Камчатской сейсмогенной зоны с глубинами очагов 0—80 км и шириной 100 км, делится в среднем на 20 участков длиной от 100 до 200 км, сравнимых по размеру с очагами сильнейших землетрясений, рис. 1а.
К основным параметрам относятся:
♦ сейсмическая активность А10(0 — нормированное число землетрясений энергетического класса К8 = 10, М = 3.6 в год на площади 103 км2, К определяется по [Федотов, 1972];
♦ относительная величина сброшенной сейсмической энергии D(í) = Е2(?)/Е1, где Е2(0 — нормированная величина средней сейсмической энергии, определенной за предыдущий 5-летний интервал для данного участка, а Е1(?) — нормированная величина средней сейсмической энергии для всей Курило-Камчатской сейсмогенной зоны и за весь период наблюдений.
Для выделенных участков на следующий 5-летний период прогнозируются восемь хара
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.