Землетрясения Сев.Евразии1999

Рассматриваются землетрясения, попадающие в рамки шестиугольника со следующими координатами угловых точек (рис.1): 1. j=82°N l=10°E; 2.j=82°N l=70°E; 3. j=70°N l=70°E; 4. j=70°E l=101°E; 5. j=76°E l=101°E; 6. j=76°E l=170°W. В этих пределах в 1999 году не работало ни одной сейсмологической станции, поэтому, как и в прошлые годы, представляемая информация о землетрясениях получена исключительно по данным [1] мировой сети, вводимым последовательно в Банк арктических сейсмологических данных (АРС), структура которого описана в [2].

Всего в течение 1999 года мировой сетью в пределах указанного региона зарегистрировано 267 землетрясений, охарактеризованных определениями магнитуд по данным ISC (m_b и Ms), NEIC (m_b и Ms), EIDC (m_b и Ms) и MOS (MPSP и MS).

Как показано в [3], представительными для данного региона в настоящее время являются землетрясения, начиная с магнитуды 4.5.

Картина распределения эпицентров в 1999 году типична для данного района Арктики (рис.1). Подавляющее большинство землетрясений связаны с сейсмоактивной зоной, протягивающейся через глубоководную часть Арктического бассейна до шельфа моря Лаптевых. Указанная зона является фрагментом глобального сейсмического пояса срединно-океанических хребтов, трассирующего дивергентные границы литосферных плит (рис.2) В глубоководной части Северного Ледовитого океана она приурочена к гребню подводного хребта Гаккеля, являющегося продольной осью Евразийского суббассейна. По ней проходит граница Евразийской и Североамериканской литосферных плит [4-7].

Лишь один эпицентр располагался за пределами этой зоны в районе континентального склона Евразийского суббассейна севернее архипелага Северная Земля.

Аномальной особенностью сейсмического режима в 1999 году явилось возникновение облака землетрясений в локальной зоне между 74° и 88° Е (основное количество событий между 84° и 88°) (рис.3) [8]. Согласно всей совокупности данных по сейсмичности хребта Гаккеля [2, 7 и др.], этот участок хребта совпадает с местом сгущения эпицентров, однако в течение 1990-1997 годов здесь отмечалось затишье сейсмической активности. Повышение ее началось в 1998 году [9].

Продолжительность периода повышенной активности составила порядка 5 месяцев: с февраля по июнь включительно. Для оценки выделенной сейсмической энергии Е использована формула из [10]: lgE = 4 + 1.8 Ms (ISC). При отсутствии наблюденных значений Ms использовались расчетные значения, полученные по уравнению ортогональной регрессии Ms (ISC) = 1.3 m_b (ISC) – 1.7, выведенному по материалам Банка арктических сейсмологических данных (АРС) для землетрясений Срединно-Арктического хребта за период 1964–2002 гг. Количество использованных землетрясений составило 811, коэффициент корреляции – 0.84.

Можно выделить две основных фазы процесса: первая более интенсивная продолжалась с февраля по первую половину апреля, вторая началась после месячного затишья и завершилась в июне (рис.4). В течение первой фазы произошло девять из одиннадцати землетрясений с магнитудой свыше 5.0.

На рис.5 показано распределение землетрясений облака в пространстве. Всплеск активности начался 1 февраля, когда на локальном участке между 85°Е и 88°Е произошло17 землетрясений, из которых 13 имели m_b≥4.0, в т.ч. 3 землетрясения – ≥5.0. Можно предположить, что они спровоцировали разрядку напряжений на западном, менее активном участке между меридианами 73°Е и 83°Е. Основное количество последующих землетрясений произошло восточнее 84°Е.

Глубины гипоцентров, определенные по фазе рР-Р, у подавляющего большинства землетрясений, в т.ч. и всех сильных, находились в диапазоне 10-25 км, т.е. в пределах сейсмоактивного слоя, установленного под хребтом Гаккеля за весь цикл инструментальных наблюдений [11].

Параметры графика повторяемости землетрясений в облаке (lgN=7.7-1.4 m_b) близки к таковым для землетрясений всего хребта Гаккеля (lgN=8.2-1.6 m_b), полученного нами с использованием Банка арктических сейсмологических данных (АРС).

Для 22 событий методом ТМЦ определен фокальный механизм [12]. Все решения дали механизм близкий к режиму нормального сброса (рис.6). Угол падения оси растяжения не превышает 30°, азимут простирания колеблется от 20° до 50°, свидетельствуя об ортогональности оси растяжения к генеральной линии сейсмического пояса. Наибольшие отклонения AzT^oот указанных значений отмечены в середине первой, наиболее интенсивной фазы активности и, особенно, для трех землетрясений, случившихся после спада активности, где диапазон колебаний достиг 90° (рис.7).

Величина є-value, равная отношению модулей N_val/T_valили N_val/Р_val [1], для нескольких землетрясений достигает и даже превышает 0.3 (рис.8). Это свидетельствует об отклонении механизма от модели двойной пары сил без момента (double-couple), что предполагает не плоскую, а объемную форму очага и наличие вулканических проявлений [13, 14].

Литература

1-Internet: http://www/isc.ac.ur/Bulletin/htm

2-Аветисов Г.П., Винник А.А., Копылова А.В. Модернизированный банк арктических сейсмологических данных // Российский геофизический журнал. – 2001. – № 23–24. – С. 42–48.

3-Аветисов Г.П. Арктический бассейн за 1990–1994 гг. // Землетрясения Северной Евразии в 1994 году. – М.: ОИФЗ РАН, 2000. – С. 117–121.

4-Sykes L.R. The seismicity of the Arctic // Bull. Seismol. Soc. Am. – 1965. – V. 55. – .№ 2. – P. 519–536.

5-Карасик А.М. Магнитные аномалии хребта Гаккеля и происхождение Евразийского суббассейна Северного Ледовитого океана // Геофизические методы разведки в Арктике. – Ленинград: НИИГА, 1968. – Вып. 5. – С. 8–19.

6-The Arctic Ocean region / The Geology of North America (edited by Grantz A., Johnson L. and Sweeney J.F.). – Boulder: The Geological Society of America, 1990 – V. L.– 644 p.

7-Аветисов Г.П. Сейсмоактивные зоны Арктики. – Санкт-Петербург: ВНИИОкеангеология, 1996. 185 с.

8-Аветисов Г.П. (сост.) Арктический бассейн. (См. раздел IV (Каталоги землетрясений) в наст. сб. на CD).

9-Аветисов Г.П. Арктический бассейн // Землетрясения Северной Евразии в 1998 г. – Обнинск: ФОП, 2004. – C. 195–197.

10-Раутиан Т.Г. Энергия землетрясений // Методы детального изучения сейсмичности. М.: ИФЗ РАН СССР. 1960. – С. 54– Банк арктических сейсмологических данных (АРС)58.

11-Аветисов Г.П. О глубинах гипоцентров землетрясений срединно-арктического сейсмического пояса // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. – Санкт-Петербург: ВНИИОкеангеология, 2002. – Вып. 4. – С. 90–100.

12-Аветисов Г.П. (сост.) Арктический бассейн. (См. раздел V (Каталоги механизмов очагов землетрясений) в наст. сб. на CD).

13-Nettles M., Ekstrom G. Faulting mechanism of anomalous earthquakes near Bardarbunga Volcano, Iceland // J. Geophys. Res. – 1998. – 103. – P.17,973-17,983.

14-Muller C., Jokat W. Seismic evidence for volcanic activity discovered in Central Arctic // Eos, Transactions, American Geophysical Union – 2000. –V.81. – № 24. – P. 265, 269.