УДК 550.348.098.64(571.642)
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ В РЕШЕНИИ СЕЙСМОТЕКТОНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ (НА ПРИМЕРЕ СИМУШИРСКИХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ 15 НОЯБРЯ 2006 г. и 13 ЯНВАРЯ 2007 г. НА СРЕДНИХ КУРИЛАХ)
© 2013 г. Е. А. Рогожин
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва E-mail: eurog@ifz.ru Поступила в редакцию 15.03.2013 г.
Проведенные разными авторами сейсмотектонические, сейсмологические, макросейсмические и геодезические исследования позволили составить представление о размерах и структуре очагов сильнейших Симуширских землетрясений 15 ноября 2006 г. и 13 января 2007 г. Детальное изучение деформаций поверхности на островах и юге Камчатки с помощью геодезических наблюдений методом GPS позволило сделать обоснованные выводы о характере дислокаций, возникших в эпицен-тральной области подводных сильных сейсмических событий. Решения фокального механизма для обоих сильнейших толчков наряду с положением гипоцентров афтершоков дали основания для выявления действующих плоскостей и реконструкции характера подвижки по ним.
DOI: 10.7868/S0002333713050062
ВВЕДЕНИЕ
В последние 5 лет были собраны разнообразные материалы, позволившие понять основные сейсмологические, геодинамические и сейсмотектонические особенности очага сильнейшего землетрясения, произошедшего 15 ноября 2006 г. в 11ь14т в центральной части Курильской островной дуги с М^ = 8.3 [Федотов, 2005]. Эпицентр землетрясения располагался примерно в 100 км к востоку от тихоокеанского побережья о. Симу-шир на приостровном склоне Курильской гряды. Землетрясение произошло в подводных условиях и породило волны цунами, распространившиеся по всей акватории Тихого океана. Этот толчок является весьма важным событием, поскольку случился в зоне, где по данным долгосрочного сейсмического прогноза С.А. Федотова [Федотов, 2005] ожидалось землетрясение с М > 7.7. На протяжении всей истории сейсмологических наблюдений до 2006 г. на Курилах, в центральной части островной дуги, сейсмических событий с М > 7.5 не происходило (рис. 1).
Второй существенной особенностью Симу-ширского землетрясения является то, что около двух месяцев спустя, 13 января 2007 г., на центральном отрезке Камчатской островной дуги произошло еще одно сильное сейсмическое событие с М^ = 8.1 [http://www.ceme.gsras.ru/cgi-Ып/1пГо_диаке.р1?тоде=1&1ё=92], эпицентр которого располагался еще примерно в 100 км юго-восточнее эпицентра первого события.
Очаговая область обоих землетрясений была изучена с разных сторон. Проведен анализ телесейсмических данных, собранных мировой и российской национальной сетями сейсмических станций. Собраны немногочисленные данные эпицентральных наблюдений в ближней зоне очаговой области. В рамках этого направления осуществлялись сейсмотектонические, сейсмологические, макросейсмические и геодезические исследования. Детальное изучение деформаций поверхности на суше с помощью геодезических наблюдений методом GPS является единственным источником информации о характере дислокаций, возникших в эпицентральной области подводных сильных сейсмических событий, какими являются описываемые землетрясения. Изучение афтершо-кового процесса с помощью сетей мировых и близлежащих сейсмических станций дает представление о строении очага землетрясения на глубине и его проекции на поверхности. Макросейсмиче-ское обследование эпицентральной зоны и региона сейсмического события, включающее также сведения о проявлении цунами, позволяет понять закономерности распределения на поверхности сейсмических колебаний. На основании всех собранных данных делается попытка построить модель сейсмического очага этого парного сейсмического события с реконструкцией главной плоскости подвижки, амплитуды и направления импульсных смещений. Выясняется положение и строение сейсмогенерирующих структур.
60
150
160°
60°
40°
40°
150°
160°
Рис. 1. Эпицентры землетрясений с магнитудой М8 > 8.0 на Курило-Камчатской дуге (звездой обозначен эпицентр толчка 15 ноября 2006 г.) за весь исторический период наблюдений.
Предвестники
Землетрясение 15.11.2006 г. случилось в прогнозной зоне "сейсмической бреши первого рода", где согласно долгосрочному сейсмическому прогнозу в ближайшие годы ожидалось сильное землетрясение [Федотов, 2005]. По данным [Лу-тиков, 2008] период с 1965 г. по середину 2006 г. может рассматриваться как сейсмическое затишье. Действительно, в период с 1965 г. по 2005 г. включительно среднегодовое высвобождение скалярного сейсмического момента М0 составило
примерно М0 = 5.1 х 1018 Н м/год, тогда как в предшествующие 64 года М0 « 2.2 х 1019 Н м/год, т.е. среднегодовое высвобождение М0 было в 4 раза больше. С середины 90-х годов прошлого века здесь уже наблюдалось глубокое сейсмическое затишье - М0 « 2.86 х 1018 Н м/год.
За два десятилетия до землетрясения 2006 г. под Курильской островной дугой и в зоне Бе-ньоффа под Охотским морем возникло несколько десятков глубокофокусных умеренных по силе сейсмических толчков, эпицентры которых охватывали обширную территорию в задуговом бассейне. Согласно решению фокального механизма их очагов, оси максимального сжатия были близ-горизонтальны и направлены к юго-востоку и к востоку, на среднюю часть Курильской дуги, в об-
ласть готовящегося Симуширского землетрясения наподобие лопастей веера, открытого к северо-западу. Продолжение осей сжатия перекрещивались в его будущей эпицентральной области [Захарова, Рогожин, 2000; 2006]. Согласно предложенному К.М. Моги [Моги, 1988] методу выявления глубокофокусных удаленных форшоков сильных землетрясений, именно в этом месте можно было ожидать возникновение сильного землетрясения (рис. 2).
В течение 2006 г. сейсмическая активность на Средних Курилах постепенно нарастала. Менее чем за два месяца до Симуширского землетрясения 15.11.2006 г. в его очаговой зоне произошла серия мелкофокусных форшоков, которая началась 26 сентября. Всего за 50 дней было зарегистрировано 52 форшока с магнитудами Mw = 4.7—6.6. Линейная протяженность наиболее плотной части облака их эпицентров оценивается в 175 км.
В октябре непосредственно в очаге будущего Симуширского землетрясения возникло более десяти сейсмических толчков, сильнейший из которых имел М~ 6. За три недели до главного толчка на всей Курило-Камчатской и Командорской островных дугах в течение десяти дней наблюдалось сейсмическое затишье, когда не возникало фоновых землетрясений с М > 4. Затем началась новая форшоковая активизация и на участке Курильской дуги, соответствующем очагу готовящегося землетрясения, произошло несколько землетрясений с М> 4 (рис. 3).
Макросейсмические проявления
Землетрясение 15.11.2006 г. отмечено в Ку-рильске с интенсивностью I = 3—4 балла, в Севе-ро-Курильске — 3 балла, в Южно-Курильске, в Мисава и Йокосука (Япония), а также в Петропавловске-Камчатском — 2—3 балла по шкале MSK-64 [Медведев и др., 1965]. Сотрясения в восточной, южной и центральной частях побережья о. Хоккайдо оценены c интенсивностью I = IIJMA по японской макросейсмической шкале JMA [Hisada, Nakagawa, 1985], что приблизительно соответствует I = 3—4 баллам шкалы MSK-64. На западном побережье о. Хоккайдо и в префектурах Аомори, Ивати и Мийяги о. Хонсю макросейсми-ческий эффект составил I = IJMA I = (1—2 балла шкалы MSK-64) [Bulletin..., 2008]. На ближайших необитаемых островах Средних Курил и, в частности, на о. Матуа обследование последствий землетрясений проводилось летом 2007 г. [Пинеги-на и др., 2007]. Сделано заключение, что интенсивность сотрясений на этом острове во время Симу-ширских землетрясений 15.11.2006 г. и 13.01.2007 г. была не более I = 5—6 баллов.
о
140°
145°
50°
45°
150°
155°
160°
55°
140°
50°
45°
145°
150°
155°
Рис. 2. Схематическое расположение очаговых зон сильнейших Симуширских землетрясений 2006 и 2007 гг., эпицентров глубокофокусных форшоков главного толчка 2006 г. и осей сжатия Р в их очагах по [Захарова, Рогожин, 2008]. Условные обозначения: овалы — очаговые зоны, кружки — эпицентры форшоков (цифры возле кружков — даты событий — год, месяц, число), черные прямые линии — простирание горизонтальных проекций осей сжатия в очагах глубокофокусных форшоков.
Цунами
Землетрясение 15 ноября 2006 г. вызвало трансокеанское цунами, которое проявилось на всей акватории Тихого океана. Цунами достигло побережья Калифорнии и Гавайских островов. По информации Associated Press, высота волн на Гавайях не превысила метра, на пляже Вайкики зафиксирован резкий спад воды перед приходом большой волны. Два дока были разрушены и, как минимум, еще один поврежден в Кресчент-сити в Калифорнии волной цунами, измеренная высота которой составила 176 см. Приведем еще несколько других оценок высоты цунами: в Порт Орфорд — 112 см, на Балтра, Галапагосские острова — 62 см; в Апиа, Самоа — 57 см; в Лос-Анджелесе — 22 см; на о. Мотурики, Новая Зеландия — 21 см; в Хонэндиа-ра на Соломоновых островах — 7 см и т.д. На российском побережье максимальная высота цунами 35 см, зарегистрированная стандартным мареографом, наблюдалась на о. Шикотан в Малокурильском; на о. Беринга, в Никольском — 32 см; на о. Кунашир, в Южно-Курильске — 20 см.
По расчетам специалистов Сахалинского центра цунами, в эпицентре землетрясения 15.11.2006 г. высота волны составила 4 м [Пинегина и др., 2007], но до обитаемых островов Курильской гряды она дошла высотой всего лишь 35—40 см. На Гавайских островах это же цунами было высотой 10—
152 см. Сообщается о результатах обследования побережья средних Курильских островов Уруп, Симушир, Кетой, в рамках первого этапа морской экспедиции в район Симуширских землетрясений и цунами, организованной в июле 2007 г. ИМГиГ ДВО РАН [Пинегина и др., 2007, Левин и др, 2008а, 2008б]: на о. Уруп заплески цунами достигали 6 м; на о. Кетой максимальные заплески цунами превышали 8—10 м; на о. Симушир обнаружены следы нескольких катастрофических заплесков цунами с высотой более 10—15 м с тихоокеанской стороны и около 8 м на восточной части побережья Охотского моря; в обследованных районах максимальная интенсивность цунами зарегистрирована на побережье бухты Айну на о. Матуа, где следы возде
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.