научная статья по теме ГЛУБОКОФОКУСНОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ С MW8.3, ОЩУЩАВШЕЕСЯ НА РАССТОЯНИИ 6500 КМ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ГЛУБОКОФОКУСНОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ С MW8.3, ОЩУЩАВШЕЕСЯ НА РАССТОЯНИИ 6500 КМ»

ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2014, № 3, с. 154-162

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ =

УДК 550.34

ГЛУБОКОФОКУСНОЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ С Mw8.3, ОЩУЩАВШЕЕСЯ НА РАССТОЯНИИ 6500 КМ

© 2014 г. Р. Э. Татевосян, Г. Л. Косарев, В. В. Быкова, С. А. Мациевский, И. В. Уломов, Ж. Я. Аптекман, Р. Н. Вакарчук

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва E-mail: ruben@ifz.ru Поступила в редакцию 02.12.2013 г.

24 мая 2013 г. в Охотском море произошло глубокофокусное (H = 609 км) землетрясение с Mw8.3. Оно ощущалось в Москве на расстоянии около 6500 км от эпицентра. Вместе с тем землетрясение едва ощущалось на западном побережье Камчатки на расстоянии менее чем 200 км. В настоящей статье предпринята попытка обнаружить возможные причины этого явления в инструментальных записях землетрясения. Наиболее вероятной причиной представляется аномально большая амплитуда в группе SSS волн на вертикальной компоненте в результате ее наложения на поверхностные волны. Могут быть предложены различные механизмы формирования наблюдаемой волновой картины.

Ключевые слова: глубокофокусные землетрясения, макросейсмический эффект, поверхностные волны.

БО1: 10.7868/80002333714030120

ВВЕДЕНИЕ

24 мая 2013 г. в 5:44 (9:44 московского времени) в 150 км к западу от Камчатки под дном Охотского моря произошло глубокофокусное (Н = 609 км) землетрясение с Мм&.З. Самым неожиданным является область ощутимости этого землетрясения. Имеются надежные сведения, что оно ощущалось в Москве на расстоянии до 6500 км от эпицентра. Вместе с тем землетрясение едва ощущалось на западном побережье Камчатки на расстоянии менее 200 км от эпицентра.

Локальные землетрясения, вызвавшие макросейсмический эффект в Москве, не известны. Все сведения об ощутимых сотрясениях в Москве относятся к очаговой зоне Вранча в Карпатах [Новый..., 1977]. Охотское землетрясение, хоть в целом по городу и ощущалось с небольшой интенсивностью, вызвало заметный социальный резонанс, поскольку в отдельных местах, особенно в верхних этажах высотных зданий, сотрясения вызвали испуг. Этим определяется большой интерес к глубокофокусному Охотскому землетрясению 24 мая. Следует заметить, что ни в каких оценках сейсмической опасности никогда не рассматривалась возможность ощущать землетрясение на удалении 6500 км от эпицентра. Настоящая статья — возможно первая попытка обнаружить вероятные причины аномально большого радиуса ощутимости на основании анализа инструментальных записей.

СЕЙСМИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА

Положение эпицентра землетрясения и сейсмическая обстановка в Охотском регионе показаны на рис. 1. Приведены все эпицентры с 1964 г. с M > 5 с градацией по глубине очага; показаны контуры плит. Очаг землетрясения 24 мая 2013 г. располагается в погружающейся Тихоокеанской плите. Это самое большое сейсмическое событие региона. До 24 мая 2013 г. сильнейшим было землетрясение с Mw7.7, возникшее в 2008 г. приблизительно в том же месте и на той же глубине. Совершенно определенно известно, что землетрясение 2008 г. не ощущалось в Москве. Об ощутимых эффектах, связанных с землетрясением 2008 г., сообщается из г. Комсомольск-на-Амуре [Результаты..., 2010], т.е. имеются сообщения из пунктов, расположенных на расстоянии максимум в 1200 км.

Землетрясение 2013 г. является уникальным сейсмическим событием не только в Охотомор-ском регионе. Мы составили выборку событий из каталога механизмов очагов Global CMT с Mw > 7 и глубиной гипоцентра 500 км и глубже. Всего 33 землетрясения удовлетворяют этим критериям, из них 9 с Mw > 7.5 возникли на глубине более чем 550 км (они показаны на рис. 2). Из этих 9 землетрясений только 2 имеют моментную маг-нитуду свыше 8: землетрясение 9 июня 1994 г. в Боливии (Mw8.2) и Охотское землетрясение (его скалярный сейсмический момент М0 в полтора раза больше, чем у Боливийского землетрясения). Боливийское землетрясение также ощущалось на

130° 140° 150° 160° 170° 180° -170° -160°

Рис. 1. Эпицентры землетрясений с M> 5 с 1964 г. (данные [International... 2011]). Звездочкой показано положение эпицентра землетрясения 24 мая 2013 г. Размер кружка пропорционален магнитуде. Показаны изогипсы опускающейся Тихоокеанской плиты через каждые 50 км (от 0 до 700 км в Курило-Камчатской зоне субдукции).

180° -150°

-120°

-90° -60° -30°

30°

60° 90° 120° 150°

180°

60°

40°

20° 0°

-20° -40°

-60°

ЦI ЯШМп?«

К

Toro

6500 км

in V

1994/06/09 Mw = 8.2, H = 637 км

í У

6500

3MOS

"Г' . Ч /

у .Г;

) "Д

0

о

Рис. 2. Механизмы очагов всех землетрясений с Mw > 7.5 и H> 550 км [Global CMT..., 2013].

колоссальном эпицентральном расстоянии 6500 км, в Торонто, Канада [International. 2011]. Таким образом, обнаруживается следующий факт: согласно данным мировых каталогов произошло всего два события с Mw > 8 и глубиной гипоцентра H > 600 км, и оба землетрясения ощущались на

эпицентральных расстояниях до 6500 км. Между тем, землетрясение с Мм>7.7 в том же месте, в Охотском море, не ощущалось далее 1200 км. Никакой закон затухания интенсивности, используемый для оценки сейсмической опасности от глубоких землетрясений, не может объяснить данное на-

блюдение. Представляется вполне естественным изучить записи этих землетрясений с тем, чтобы выявить некоторые особенности, которые могли бы объяснить данную картину. Иными словами, что общего у двух землетрясений с Mw > 8, которые ощущались на расстоянии в 6500 км (Боливийское 1994 г. и Охотское 2013 г.), и что существенно отличает два Охотских землетрясения 2008 и 2013 гг. из-за чего наблюдается столь большая разница в области их ощутимости.

Мы не продлеваем нашу выборку сильных землетрясений ранее 1976 г., поскольку оценки магни-туд mb и Ms для глубоких землетрясений, используемые до введения в сейсмологическую практику шкалы Mw, не давали адекватного представления о величине землетрясения. Например, для Боливийского землетрясения Ms = 6.8, а mb = 6.9.

Для анализа мы отобрали записи Охотского землетрясения 24 мая 2013 г. на станциях Москва (MOS), ИФЗ РАН (IFZ) на эпицентральном расстоянии А = 58.10° и в Обнинске (OBN, А = = 58.96°); записи землетрясения 5 июля 2008 г. на станциях MOS и OBN; а также Боливийского землетрясения 9 июня 1994 г. на станции HRV (А = = 56.49°)

ОЩУТИМЫЕ ЭФФЕКТЫ В МОСКВЕ

В соответствии с данными, собранными Геофизической службой РАН и ИФЗ РАН, землетрясение ощущалось в Москве. Сообщения поступили из мест, неоднородно распределенных в пределах города, в основном из высотных зданий, хотя есть единичные сообщения с низких этажей. Если строго следовать рекомендациям по применению макросейсмической шкалы EMS98 [Grünthal et al., 1998], интенсивность в Москве нельзя оценивать по двум причинам: 1) город занимает слишком большую территорию, чтобы адекватно приписать ему единую оценку; 2) при оценке интенсивности рекомендовано игнорировать сообщения о макросейсмическом эффекте от наблюдателей, расположенных выше 6-ого этажа. В то же время шкала EMS98 рассматривает особый случай, когда сообщения о макросейсмическом эффекте поступают только из высотных зданий, поскольку сотрясения столь слабы, что ощущались лишь на верхних этажах таких зданий. В таких особых случаях рекомендовано оценить интенсивность в 2 балла. Условно именно эту оценку интенсивности 2 балла следует принять для Москвы. То, что землетрясение действительно ощущалось на расстояниях порядка 6500 км, подтверждается также сведениями из нескольких пунктов, расположенных на эпицентральных

расстояниях 6400 км в Финляндии .

1 Персональное сообщение, Päivi Mäntyniemi (Department of Geosciences and Geography, Institute of Seismology, University of Helsinki, paivi.mantyniemi@helsinki.fi).

ЗАПИСИ

На рис. 3 показана велосиграмма землетрясения 24 мая 2013 г. на станции MOS. (На рис. 3, рис. 4, рис. 5 приведено значение скорости смещения в см/с). На всех трех компонентах явно видна интенсивная волновая фаза SSS (двойное отражение от поверхности Земли падающей снизу волны S). На вертикальной компоненте ее амплитуда сравнима с амплитудами в волновых группах P и S, что достаточно нетривиально. Эта черта записи очень устойчива, она не зависит от локальных условий и сейсмического инструмента: интенсивная фаза SSS идентифицируется на обеих станциях в Москве, а также в Обнинске (рис. 4). Все записи получены на сверх широкополосных инструментах. Они позволяют регистрировать колебания в диапазоне периодов от 0.1 с до 200 с без искажений, а прибор, установленный на станции IFZ, способен регистрировать длиннопериодные сигналы вплоть до 360 с. Записи очень похожи, хотя локальные условия в местах установки станций различаются. Похожая волновая картина наблюдается также для Боливийского землетрясения 1994 г. (рис. 4).

На рис. 5 показаны велосиграммы Охотского землетрясения 5 июля 2008 г. на станциях MOS и OBN (станция IFZ не работала в 2008 г.). На записях 2008 г. фазы SS и SSS также читаются, но их амплитуды на вертикальной компоненте малы по отношению к амплитудам в волновых группах P и S, что является типичным для записей на этих эпицентральных расстояниях от глубокофокусных землетрясений.

Данные об отношении амплитуд в волновых фазах P и SSS сведены в таблице. Согласно таблице большие амплитуды SSS по сравнению с P характерны для Боливийского и Охотского землетрясения 2013 г.: напомним, что оба они ощущались на огромных расстояниях до 6500 км от эпицентра. Более слабое землетрясение (Mw7.7) не излучало столь интенсивную волну SSS, хотя ее присутствие хорошо различимо на всех записях. Все три землетрясения характеризуются весьма схожим механизмом очага; все станции в населенных пунктах или близко к ним, в которых сотрясения ощущались на колоссальных расстояниях, лежат в направлении оси P. Заметим также, что пути распространения волн от Охотских землетрясений 2008 и 2013 гг. на станции IFZ, MOS и OBN практически совпадают, поскольку гипоцентры этих землетрясений расположены близко друг к другу. Естественно, амплитуды в группе P-волн на записях станций MOS и OBN для землетрясения 2008 г. меньше чем в 2013 г., что соответствует меньшей магнитуде землетрясения 2008 г. Но мы предлагаем обратить внимание не на абсолют

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»