ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2015, № 4, с. 3-22
УДК 550.348
ВОЗДЕЙСТВИЕ ОХОТОМОРСКОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ 24 МАЯ 2013 г. (MW = 8.3) НА ТЕРРИТОРИИ КАМЧАТКИ И МИРА
© 2015 г. А. Ю. Чеброва1, В. Н. Чебров1, А. А. Гусев1, 2, А. В. Ландер3, Е. М. Гусева1,
С. В. Митюшкина1, А. А. Раевская1
1Камчатский филиал Геофизической службы РАН 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, e-mail: ayuch@emsd.ru 2Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, e-mail: gusev@emsd.ru 3Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН 117997 Москва, ул. Профсоюзная, 84/32, e-mail: land@mitp.ru Поступила в редакцию 07.05.2014 г.
24 мая 2013 г. вблизи полуострова Камчатка произошло глубокое землетрясение с магнитудой Mw = 8.3, получившее название "Охотоморское". Оно привлекло особое внимание, в том числе и потому, что ощущалось на необычно больших расстояниях от эпицентра — почти до 10 тыс. км. В настоящей работе приведены данные о макросейсмических проявлениях Охотоморского землетрясения в прилегающем к эпицентру Камчатском регионе и в мире. Представлены значения пиковых ускорений в многочисленных пунктах Камчатки и мира, полученные по инструментальным записям сети цифровых сейсмических станций Дальнего Востока и Global Seismographic Network (GSN). Обсуждаются особенности инструментальных записей Охотоморского землетрясения.
DOI: 10.7868/S0203030615040033
ВВЕДЕНИЕ
24 мая 2013 г. в Камчатской сейсмофокальной зоне на глубине около 600 км произошло сильнейшее Охотоморское землетрясение с магнитудой 1
Мж = 8.3 [Чебров и др., 20136]. Его эпицентр располагался в акватории Охотского моря примерно в 100 км западнее камчатского побережья. Охотоморское землетрясение — сильнейшее событие, зафиксированное мировыми сейсмическими сетями за весь предшествующий период инструментальных наблюдений на глубинах более 350 км [^е й а1., 2013]. По данным регионального Каталога Камчатского
2
филиала Геофизической службы (КФ ГС РАН) Охотоморское землетрясение произошло 24 мая 2013 г. в 05 ч 44 мин 47 с, координаты гипоцентра: 54.755° с.ш., 153.785° в.д., глубина Н = 629.8 км, энергетический класс К5 = 17.0 (рис. 1а, 1б).
1 Здесь и далее значения Mw представлены по данным каталога Global CMT.
2 Региональный Каталог землетрясений Камчатки и Командорских островов / Банк сейсмологических данных Камчатки и Командорских островов. Фонды Камчатского филиала Геофизической службы РАН (http://da-
ta.emsd.iks.ru/dbquaketxt_min).
Тектоническая позиция очага Охотоморского землетрясения весьма интересна и связана с неоднородностью строения погружающейся Тихоокеанской плиты. Курило-Камчатская зона субдукции разделяется по простиранию на два сегмента: Кури-ло-Южно-Камчатский и Северо-Камчатский. Граница между ними проходит в районе Авачинского залива и далее по падению погружающейся Тихоокеанской плиты [Левина и др., 2013]. На этой границе наблюдается резкое изменение максимальной глубины землетрясений приблизительно на 300 км. В то же время геологические данные указывают на различие в возрасте возникновения современных зон субдукции на этих двух сегментах [Авдейко идр., 2002; Lander, Shapiro, 2007]. Предполагается, что в процессе пододвигания Тихоокеанской плиты во временном интервале 10—2 млн лет к Камчатке причленилось нескольких террейнов, ныне сохранившихся на ее восточном побережье как крупные полуострова. В результате на северном сегменте, где произошло столкновение с террейнами, древняя зона субдукции была блокирована, а восточнее полуостровов образовалась новая, современная. Параллельно на древнем южном сегменте субдукция продолжается без существенных изменений вплоть до настоящего времени. Молодой северный участок слэба за время своего существования еще не
Рис. 1. Землетрясение 24 мая 2013 г. и его афтершоки по данным регионального каталога землетрясений КФ ГС РАН. 1 — область, в которой происходит скачок максимальной глубины землетрясения с «650 до «350 км. а — эпицентры и механизмы (ОСМТ) землетрясений; б — проекция гипоцентров на меридиональный вертикальный разрез; в — гипоцентры в проекции на рельефную модель Курило-Камчатской сейсмофокальной зоны, вид с севера [Ландер и др., 2013].
успел погрузиться до максимальных глубин, на которых наблюдаются землетрясения. Это объясняет существование резкого уступа в рельефе сейсмофокальной зоны, отчетливо видного на переднем плане (под Камчаткой) на рис. 1в [Ландер и др., 2013].
Согласно описанной тектонической модели гипоцентр Охотоморского землетрясения распо-
лагается на северном краю древнего слэба, практически у нижнего окончания его сейсмогенной области. Дальше на север на глубине гипоцентра погружающаяся плита отсутствует. Судя по тому, что облако афтершоков протянулось лишь в южную сторону от главного гипоцентра (см. рис. 1), разрыв, породивший землетрясение, возник на краю погружающейся плиты и распространился
внутрь нее более чем на 300 км. Такой картине соответствуют и механизмы главного события и его
3
сильнейших афтершоков (см. рис. 1а), которые отражают условия сжатия в плоскости погружающейся плиты, характерные для глубоких землетрясений всего региона.
Макросейсмический эффект Охотоморского землетрясения 2013 г. проявился в глобальных масштабах. По данным КФ ГС РАН событие 24 мая 2013 г. ощущалось в Камчатском крае с интенсивностью от 2 до 6 баллов, на остальной территории России — до 4—5 баллов, в Казахстане — до 2—3 баллов по шкале MSK-64 [Медведев и др., 1965]. По оперативным сведениям, собранным Геологической службой США (United State Geological Survey), автоматические оценки интенсивности [Wald et al., 2011] составили для Охотоморского землетрясения: в США — до 6 баллов, в Китае, Индии и Объединенных Арабских Эмиратах — до 4 баллов, в Японии и Польше — до 3 баллов, в Канаде, Индоне-
4
зии и Мексике — до 2 баллов . Имеются сведения о
5, 6
макросейсмических проявлениях в Европе . Таким образом, землетрясение ощущалось на эпицен-тральных расстояниях до 9500 км.
Ощущение землетрясения на столь больших расстояниях — редкое явление, однако оно не является уникальным. Известно, что удаленные проявления характерны для сильных глубоких землетрясений. Так, по данным Геологической
7
службы США (USGS) Боливийское землетрясение 9 июня 1994 г. с h = 631 км и MW = 8.2 ощущалось в Южной и Северной Америке на расстоянии до 8700 км от эпицентра; Колумбийское землетрясение 31 июля 1970 км, h = 651 км, mb = 8 — до 4000 км. По данным ГС РАН [Старовойт и др., 2008] землетрясение 28 июня 2002 г. на северо-востоке Китая, близ границы России, h = 570 км, MW = 7.3 ощущалось в Казахстане, Москве и на Кавказе на расстояниях до 6500 км. Большинство глубоких землетрясений с магнитудами M > 7.5, за-
3 Механизмы очагов землетрясений представлены по данным каталога Global CMT (http://www.globalcmt.org/ CMTsearch.html).
4 U.S. Geological Survey. Earthquake Hazards. DYFI. http:// earthquake.usgs.gov/earthquakes/dyfi/events/us/b000h4jh/us/ index.html
5 European Mediterranean Seismological Centre. 2013-05-24 MW = 8.3 SEA OF OKHOTSK. http://www.emsc-csem.org/Earthquake/Testimonies/comments.php?id=318696
6 Персональное сообщение, Paivi Mantyniemi (Department of Geosciences and Geography, Institute of Seismology, University of Helsinki, paivi.mantyniemi@helsinki.fi).
7 U.S. Geological Survey. Earthquake Hazards. Historic World Earthquakes. http://earthquake .usgs.gov/earthquakes/world/ historical_country.php
фиксированные USGS с 1994 г. в зоне субдукции Тихого океана, ощущались на расстояниях от
8
1500 до 2500 км .
В районе очага Охотоморского землетрясения 2013 г (51°—55° с.ш.; 152°-155° в.д.) за несколько лет до этого уже были зафиксированы события, имеющие сходные по характеру проявления на Камчатке и близлежащих территориях. За период июль 2008— май 2013 г. в этой области произошло 4 ощутимых землетрясения: 5 июля и 24 ноября 2008 г. с MW = 7.7 и MW = 7.3 соответственно, 10 декабря 2009 г. с MW= = 6.3, 18 июля 2011 г. с MW = 5.5. Для наиболее сильных глубоких Охотоморских землетрясений 2008 г. отмечаются следующие особенности: аномально высокие интенсивности в отдаленных от инструментального эпицентра пунктах; смещение максимальных макросейсмических проявлений в сторону выхода на поверхность погружающейся в мантию плиты; аномально низкие, по сравнению с общей макросейсмической картиной, интенсивности проявления в центральной Камчатке [Чеброва и др., 2014].
Макросейсмический эффект землетрясений, произошедших в Охотском море в 2008 г., подтвер-
7
ждается инструментальными данными , полученными с помощью сети цифровых акселерографов, которая начала развиваться с 2004 г. на Камчатке, и к 2013 г. охватила большую часть Дальнего Востока. Поскольку Охотоморское землетрясение 24 мая 2013 г. имело обширную территорию воздействия, то его записи колебаний грунта представляют большой интерес, в том числе в связи с возможностью опробовать функционирование недавно созданной на Дальнем Востоке сети цифровых приборов для регистрации сильных движений грунта.
В работе рассматривается воздействие Охотоморского землетрясения 2013 г. на территории Камчатки и мира: приведены данные о макросей-смических проявлениях, собранные с максимальной детальностью в прилегающем к эпицентру Камчатском регионе, а также по всему миру; представлены значения пиковых ускорений в многочисленных пунктах Камчатки и мира, полученные по инструментальным записям сети цифровых сейсмических станций Дальнего Востока и Global Seis-mographic Network (GSN). Выделены особенности макросейсмической картины Охотоморского землетрясения. Проведен анализ затухания значений пиковых ускорений грунта с расстоянием. Отмечены спектральные особенности записей, отражаю-
Centennial Earthquake Catalog. http://earthquake.usgs.gov/ data/centennial/
8
МЕТОДИКА СБОРА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
Макросейсмические данные
Сбор сведений о макросейсмических проявлениях Охотоморского землетрясения 2013 г. осуществлялся несколькими способами.
1. Был проведен устный телефонный опрос по списку, включающему сейс
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.