О механизме очага

Аннотация

Определено положение в пространстве осей главных напряжений и нодальных плоскостей в очаге землетрясения от I5 декабря I973 г. в районе Новосибирских островов. Землетрясение вызвано действием горизонтальных сил, приведших к сдвигу вдоль вероятнее всего широтно ориентированной площадки разрыва.

Иллюстраций 1.

15 декабря 1973 г. южнее о. Новая Сибирь в точке с координатами φ = 74,2°N и λ = 147,1°E произошло землетрясение с М = 4,9. Район Новосибирских островов до недавнего времени считался полностью асейсмичным, однако начатые в 1972 г. HПО «Севморгео» сейсмические наблюдения экспедиционными станциями позволили обнаружить наличие зон повышенной сейсмичности в некоторых участках акватории, омывающей острова архипелага [1]. Все регистрируемые в этих участках землетрясения были слабыми и лишь в редких случаях, кроме экспедиционных, их отмечала станция «ТИКСИ». Землетрясение 15 декабря 1973 г. было первым в этом районе, зарегистрированным большим количеством советских и зарубежных станций. Как показали наблюдения, проведенные в марте-апреле 1974 г., это землетрясение сопровождалось большим количеством афтершоков (свыше 30 с 20 марта по 20 апреля), для части которых удалось с разной степенью точности определить положение эпицентра. Из этой же зоны регистрировались слабые толчки и в 1975 г.

Для изучения механизма очага землетрясения 15/ХП-I973 г. использованы данные 37 станций о знаке первого вступления продольных волн, заимствованные из оперативных бюллетеней сети сейсмических станций СССР, Бюллетеня международного сейсмического центра и материалов станций Якутского филиала СО АН СССР и Северо-Восточного комплексного научно-исследовательского института, предоставленных заведующими сейсмическими станциями «Якутск» и «Магадан-1» Б.М. Козьминым и В.В. Артамоновым. Имеющиеся данные о распределении знаков первых смещений интерпретировались с позиций модели очага, представленной системой двух равных по величине перпендикулярных двойных сил без момента, приложенных к площадке разрыва под углом 45° к ней. Построения выполнены в стереографической проекции в соответствии с известной методикой [2]. Как известно, использование данных о знаках смещения продольных волн без привлечения материалов по поперечным волнам позволяет определить положение в пространстве осей трех главных напряжений (сжатия, растяжения и промежуточного), а также двух нодальных поверхностей, одна из которых является поверхностью разрыва.

Равномерного распределения по азимутам станций, давших знаки вступлений волн, к сожалению, получить не удалось. 13 станций, большинство из которых западноевропейские, группируются на азимутах 29-340°. Все они, за исключением станций «Свердловск» и «Изола» (Франция), отметили волну сжатия.

На азимутах 265-275° расположено 7 станций Средней Азии и Казахстана, три из которых уверенно дали волну сжатия, а четыре – разрежения. В секторе 180-250° получены данные 7 станций Сибири с волной разрежения на фронте. Меньше данных по станциям, расположенным с восточных румбов относительно эпицентра. На азимуте 115° уверенно дала волну сжатия станция «Иультин», в диапазоне 0-75° из 6 станций Северной Америки три дали волну сжатия и три – разрежения. Несмотря на неравномерность распределения станций, положение нодальных линий устанавливается, на наш взгляд, достаточно надежно. В значительной степени этому способствует наличие явной смены знака на станциях Средней Азии и Северной Америки. Результаты изучения напряженного состояния очага представлены на рисунке и в таблице.

При геологическом истолковании полученных числовых показателей необходимо учитывать, что использование данных о направлении осей напряжений базируется на предположении об эквивалентности напряженного состояния до землетрясения и в момент его. Однако, очевидно, что выполнение этого предположения в принципе возможно лишь в однородной, идеально упругой среде, а в реальной среде лишь при условии геологической длительности процессов тектогенеза, достаточной для перестройки структуры среды в соответствии с действующими напряжениями. В этом случае имеет место явная локализация эпицентров землетрясений в определенных тектонических зонах и довольно строгая упорядоченность направлений главных напряжений (срединно-океанические хребты, тихоокеанский пояс и др.). В противном случае разрядка напряжений может происходить по уже имевшимся ранее ослабленным зонам, сейсмичность носит рассеянный характер, истинная картина действующих тектонических процессов может быть затушеванной. К таким районам следует отнести, на наш взгляд, области континентального рифтообразования. По-видимому, это справедливо и для района Новосибирских островов, сейсмичность которого связывается с частичной разрядкой напряжений, возникающих в центральной части шельфа моря Лаптевых [1]. С этих позиций большее значение имеют данные о расположении нодальных поверхностей, одна из которых является зоной разрыва. Нодальные поверхности имеют простирания 175° и 264°, совпадающие с простиранием проливов Этерикан и Благовещенский, и практически вертикальны. С учетом распределения эпицентров слабых землетрясений, трассирующих пролив Этерикан, предпочтительнее связывать с зоной разрыва поверхность с Az· = 264°. Это обстоятельство в совокупности с субгоризонтальным положением осей сжатия и растяжения позволяет сделать вывод: землетрясение вызвано действием горизонтальных сил, приведших к сдвигу вдоль вероятнее всего широтно ориентированной площадки разрыва. Естественно, что этот вывод требует дополнительного подтверждения новыми данными.

Литература

1. Аветисов Г.П. Сейсмичность моря Лаптевых и ее связь с сейсмичностью Евразийского бассейна. - В кн.: Тектоника Арктики, вып. 1. Л., изд. НИИГА, 1975, с. 31-36.

2.Поле упругих напряжений Земли и механизм очагов землетрясений. - В кн.: Сейсмология, № 8. М., Наука, 1972, 183 с. Авт.: Л.М.Балакина, А.В.Введенская, Н.В.Голубева и др.