Migration of Anomalous Displacements on the Flanks of a Preparing Earthquake Source: A Swing Model

V. G. Bondur; Бондур В. Г.; I. A. Garagash; Гарагаш И. А.; M. B. Gokhberg; Гохберг М. Б.; D. A. Alekseev; Алексеев Д. А.

doi:10.31857/S0002333723040026

Миграция аномальных смещений на флангах формирующегося очага – модель “качели”

Авторы: Бондур В.Г.¹, Гарагаш И.А.¹^,2, Гохберг М.Б.¹^,2, Алексеев Д.А.¹^,2^,3
Учреждения:
1. Научно-исследовательский институт аэрокосмического мониторинга “АЭРОКОСМОС”
2. Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
3. Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Выпуск: № 4 (2023)
Страницы: 16-28
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0002-3337/article/view/139013
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002333723040026
EDN: https://elibrary.ru/TKZYUQ
ID: 139013

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Полученные в рамках геомеханического моделирования результаты по динамике напряженно деформированного состояния перед землетрясением М = 7.1 Риджкрест 2019 г. (Южная Калифорния) указывают на попеременное развитие максимальных смещений на оконечностях разрыва, что имитирует процесс “раскачивания” эпицентральной зоны данного землетрясения. На основе данных результатов с использованием имеющихся теоретических представлений о блоковой структуре земной коры с соответствующими межблоковыми связями, предложена геомеханическая модель “Качели”, основанная на явлении прерывистого скольжения (stick-slip) трех связанных между собой блоков. Параметры этой модели связаны с реологическими свойствами земной коры в области разрушения перемычки, определяющей размеры очага сейсмического события.

Ключевые слова

геомеханическая модель, сдвиговая деформация, землетрясение, очаг землетрясения, напряженно-деформированное состояние, Южная Калифорния.

Список литературы

Акопян С.Ц., Бондур В.Г., Рогожин Е.А. Технология мониторинга и прогнозирования сильных землетрясений на территории России с использованием метода сейсмической энтропии // Физика Земли. 2017. № 1. С. 34–53. https://doi.org/10.7868/S0002333717010021
Бондур В.Г., Гарагаш И.А., Гохберг М.Б., Лапшин В.М., Нечаев Ю.В., Стеблов Г.М., Шалимов С.Л. Геомеханические модели и ионосферные вариации для крупнейших землетрясений при слабом воздействии градиентов атмосферного давления // Докл. РАН. 2007. Т. 414. № 4. С. 540–543.
Бондур В.Г., Гарагаш И.А., Гохберг М.Б., Лапшин В.М., Нечаев Ю.В. Связь между вариациями напряженно-деформированного состояния земной коры и сейсмической активностью на примере Южной Калифорнии // Докл. РАН. 2010. Т. 430. № 3. С. 400–404.
Бондур В.Г., Гарагаш И.А, Гохберг М.Б., Родкин М.В. Эволюция напряженного состояния Южной Калифорнии на основе геомеханической модели и текущей сейсмичности // Физика Земли. 2016. № 1. С. 120–132. https://doi.org/10.7868/S000233371601004X
Бондур В.Г., Гохберг М.Б., Гарагаш И.А., Алексеев Д.А. Ранние проявления краткосрочных предвестников в динамике напряженно-деформированного состояния Южной Калифорнии // Физика Земли. 2021. № 4. С. 78–90. https://doi.org/10.31857/S0002333721040049
Бондур В.Г., Гохберг М.Б., Гарагаш И.А., Алексеев Д.А., Гапонова Е.В. Изучение формирования очага сильного землетрясения Риджкрест 2019 г. в Южной Калифорнии с использованием геомеханической модели // Докл. РАН. Науки о Земле. 2022. Т. 502. № 2. С. 49–54. https://doi.org/10.31857/S2686739722020037
Гарагаш И.А. Использование азимутальных вариаций скоростей сейсмических волн для мониторинга сейсмической опасности на Камчатке. Проблемы сейсмичности Дальнего Востока. Петропавловск-Камчатский: 2000. С. 164–175.
Гохберг М.Б., Гарагаш И.А., Нечаев Ю.В., Рогожин Е.А., Юнга С.Л. Геомеханическая модель сейсмического кластера “Чайна-Лейк” Южной Калифорнии. Исследования в области геофизики. Сборник статей к 75-летию Объединенного института физики Земли им. О.Ю. Шмидта / Глико А.О. (ред.) М. 2004. С. 90–98.
Касахара К. Механика землетрясений. М.: Мир. 1985. 264 с.
Керчман В.И., Лобковский Л.И. Численное моделирование сейсмотектонического процесса в островных дугах и активных континентальных окраинах по клавишной схеме сильнейших землетрясений // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1988. № 3. С. 34–46.
Короновский Н.В., Наймарк А.А., ЗахаровВ.С., Брянцева Г.В. О геологических и физических механизмах природных процессов в задачах динамической геологии // Вестник Московского университета. Сер. 4. Геология. 2015. № 4. С. 40–48.
Кочарян Г. Г., Кишкина С.Б., Новиков В.А., Остапчук А.А. Медленные перемещения по разломам: параметры, условия возникновения, перспективы исследований // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. . № 4. С. 863–891.
Лобковский Л.И., Владимирова И.С., Габсатаров Ю.В., Гарагаш И.А., Баранов Б.В., Стеблов Г.М. Постсейсмические движения после Симуширских землетрясений 2006–2007 гг. на различных стадиях сейсмического цикла // Докл. РАН. 2017. Т. 473. № 3. С. 104–109.
Мячкин В.И., Костров Б.В., Соболев Г.А., Шамина О.Г. Основы физики очага и предвестников землетрясений. Физика очага землетрясения. М.: Наука. 1975. С. 6–29.
Садовский М.А., Писаренко В.Ф. Сейсмический процесс в блоковой среде. М.: Наука. 1991. 96 с.
Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука. 2003. 270 с.
Ben-Zion Y., Zaliapin I. Spatial variations of rock damage production by earthquakes in southern California // Earth and Planetary Science Letters. 2019. V. 512. P. 184–193.
Ben-Zion Y., Zaliapin I. Localization and coalescence of seismicity before large earthquakes // Geophysical Journal International. 2020. V. 223. P. 561–583.
Bondur V.G., Gokhberg M.B., Garagash I.A., Alekseev D.A. Revealing Short-Term Precursors of the Strong M > 7 Earthquakes in Southern California from the Simulated Stress–Strain State Patterns Exploiting Geomechanical Model and Seismic Catalog Data // Frontiers in Earth Science. 2020. 8: 571700. https://doi.org/10.3389/feart.2020.571700
Bondur V.G., Gokhberg M.B., Garagash I.A., Alekseev D.A. Features of the modelled stress-strain state dynamics prior to the M = 7.1 2019 Ridgecrest earthquake in Southern California // Russian J. Earth Sciences. 2022. V. 22. ES5002.
Brown S.R., Scholz C.H., Rundle J.B. A simplifed spring-block model of earthquakes // Geophysical Research Letters. 1991. V. 18. P. 215–218.
Burridge R., Knopoff L. Model and theoretical seismicity // Bulletin of the Seismological Society of America. 1967. V. 57. № 3. P. 341–371.
Carlson J.M., Grannan E.R., Swindle G.H. Self-organizing systems at finite driving rates // Physical Reviews. 1993. V. E47. P. 93–105.
Chen K., Avouac J.-P. Aati S., Milliner C., Zheng F., Shi C. Cascading and pulse-like ruptures during the 2019 Ridgecrest earthquakes in the Eastern California Shear Zone // Nature Communications. 2020. V. 11. P. 22.
Dieterich J.H. Earthquake nucleation on faults with rate-and state-dependent strength // Tectonophysics. 1992. V. 211. P. 115–134.
Huang J., Turcotte D.L. Are earthquakes an example of deterministic chaos? // Geophysical Research Letters. 1990. V. 17. P. 223–226.
Kato A., Ben-Zion Y. The generation of large earthquakes // Nature Reviews Earth & Environment. 2021. V. 2. P. 26–39.
Molchan G., Keilis-Borok V. Seismology Earthquake prediction: probabilistic aspect // Geophysical J. International. 2008. V. 173. P. 1012–1017.
Narkounskaia G., Turcotte D.L. A cellular-automata, slider-block model for earthquakes. I. Demonstration of chaotic behavior for a low order system // Geophysical J. International. 1992. V. 111. P. 250–258.
Rice J.R. Heating, weakening and shear localization in earthquake rupture // Philosophical Transactions. Series a, Mathematical, Physical, and Engineering Sciences. 2017. V. 375. PMID: 28827427.
Turcotte D.L. Crustal deformation and fractals, a review. Fractals and dynamic systems an geosciences / J.H. Kruhl (ed.). 1994. P. 7–23.
Yoon C.E., Yoshimitsu N., Ellsworth W.L., Beroza G.C. Foreshocks and mainshock nucleation of the 1999 Mw 7.1 Hector Mine, California, earthquake // J. Geophysical Research. Solid Earth. 2019. V. 124. P. 1569–1582.