Моделирование пространственного распределения областей повышенных предсейсмических деформаций
- Авторы: Гапеев М.И.1, Марапулец Ю.В.1, Солодчук А.А.1
-
Учреждения:
- Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН
- Выпуск: Том 29, № 1 (2025)
- Страницы: 77-90
- Раздел: Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
- URL: https://journals.rcsi.science/1991-8615/article/view/311038
- DOI: https://doi.org/10.14498/vsgtu2100
- EDN: https://elibrary.ru/OFDPNU
- ID: 311038
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В рамках линейной теории упругости предложен новый подход к моделированию пространственного распределения областей повышенных деформаций земной коры, возникающих при подготовке землетрясений. Модель основана на системе дифференциальных уравнений Ламе, где источник землетрясения представлен в виде сосредоточенной системы сил, приложенных к точке упругого полупространства. Соответствующая прямая краевая задача решается с использованием функций Грина. В рамках модели для каждой точки поверхности земной коры вычисляются предсейсмические деформации, после чего определяется частота случаев, когда эти деформации превышают фоновые приливные.
Предложенный метод апробирован на данных каталога "The Global Centroid-Moment-Tensor Catalog" для Камчатки — одного из самых сейсмически активных регионов планеты. Проведено моделирование пространственного распределения повышенных предсейсмических деформаций за период 1976–2020 гг. Установлено, что области повышенных деформаций преимущественно локализуются вдоль линии основного разлома у побережья Камчатки.Максимумы относительных частот возникновения таких деформаций граничат с районами высокой плотности на-
селения. Анализ временной динамики выявил значительную вариативность: наблюдаются периоды как с высокими частотами повышенных деформаций (0.6–0.8), так и с низкими (0.1–0.2).
Разработанный подход позволяет исследовать области повышенных деформаций земной коры, возникающие при подготовке сильных землетрясений, и может быть использован для изучения предсейсмических аномалий в различных геофизических полях.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Максим Игоревич Гапеев
Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: gapeev.sci@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5798-7166
SPIN-код: 1393-2315
Scopus Author ID: 57212685382
https://www.mathnet.ru/person139714
младший научный сотрудник; лаб. акустических исследований
Россия, 684034, Камчатский край, с. Паратунка, ул. Мирная, 7Юрий Валентинович Марапулец
Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН
Email: marpl@ikir.ru
ORCID iD: 0000-0002-3030-9944
SPIN-код: 2976-5061
Scopus Author ID: 15725296200
https://www.mathnet.ru/person115685
доктор физико-математических наук, доцент; директор
Россия, 684034, Камчатский край, с. Паратунка, ул. Мирная, 7Александра Андреевна Солодчук
Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН
Email: aleksandra@ikir.ru
ORCID iD: 0000-0002-6761-8978
SPIN-код: 5162-3730
Scopus Author ID: 55533915300
https://www.mathnet.ru/person116312
кандидат физико-математических наук; старший научный сотрудник; лаб. акустических исследований
Россия, 684034, Камчатский край, с. Паратунка, ул. Мирная, 7Список литературы
- Sholz C. The Mechanics of Earthquakes and Faulting. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2019. xix+493 pp.
- Мячкин В. И., Костров Б. В., Соболев Г. А., Шамина О. Г. Основы физики очага и предвестники землетрясений / Физика очага землетрясений; ред. М. А. Садовский. М.: Наука, 1975. С. 6–29.
- Добровольский И. П. Математическая теория прогноза и подготовки тектонического землетрясения. М.: Физматлит, 2009. 240 с.
- Brace W. F., Byerlee J. D. Stick-slip as a mechanism for earthquakes // Science, 1966. vol. 153, no. 3739. pp. 990–992. DOI: https://doi.org/10.1126/science.153.3739.990.
- Калинин В. А., Родкин М. В., Томашевская И. С. Геодинамические эффекты физико-химических превращений в твердой среде. М.: Наука, 1989. 157 с.
- Martínez-Garzón P., Poli P. Cascade and pre-slip models oversimplify the complexity of earthquake preparation in nature // Commun. Earth Environ., 2024. vol. 5, 120. DOI: https://doi.org/10.1038/s43247-024-01285-y.
- Семенов Р. М., Кашковский В. В., Лопатин М. Н. Модель подготовки и реализации тектонического землетрясения и его предвестников в условиях растяжения земной коры // Геодинамика и тектонофизика, 2018. Т. 9, №1. С. 165–175. EDN: XVEWTR. DOI: https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-1-0343.
- Добровольский И. П. Распределение деформаций и напряжений при подготовке тектонического землетрясения // Физика земли, 2003. №10. С. 33-40. EDN: OOHLXP.
- Ребецкий Ю. Л., Лермонтова А. С. Учет закритического состояния геосреды и проблема дальнодействующего влияния очагов землетрясений // Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле, 2016. №4. С. 115–123.
- Ребецкий Ю. Л., Лермонтова А. С. О проблеме дальнодействующего влияния очагов землетрясений // Вулканол. и сейсмол., 2018. №5. С. 53–66. EDN: OMSOWB. DOI: https://doi.org/10.1134/S0203030618050061.
- Пережогин А. С., Шевцов Б. М. Модели напряженно-деформированного состояния горных пород при подготовке землетрясений и их связь с геоакустическими наблюдениями // Вычисл. технол., 2009. Т. 14, №3. С. 48–57. EDN: JXMWHA.
- Пережогин А. С. Моделирование зон геоакустической эмиссии в условиях деформационных возмущений. Петропавловск-Камчатский: КамГУ им. Витуса Беринга, 2013. 92 с.
- Назарова Л. А., Назаров Л. А., Козлова М. П. Роль дилатансии в формировании и эволюции зон дезинтеграции в окрестности неоднородностей в породном массиве // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 2009. №5. С. 3–12. EDN: KXZMTZ.
- Салтыков В. А., Кугаенко Ю. А. Развитие приповерхностных зон дилатансии как возможная причина аномалий в параметрах сейсмической эмиссии перед сильными землетрясениями // Тихоокеан. геолог., 2012. Т. 31, №1. С. 96–106. EDN: OXSTWD.
- Gapeev M., Marapulets Yu. Modeling locations with enhanced Earth’s crust deformation during earthquake preparation near the Kamchatka Peninsula // Appl. Sci., 2022. vol. 13, no. 1, 290. DOI: https://doi.org/10.3390/app13010290.
- Segall P. Earthquake and Volcano Deformation. Princeton, NJ: Princeton Univ. Press, 2010. xxiii+432 pp.
- Aki K., Richards P. G. Quantitative Seismology. Sausalito, California: University Science Books, 2002. 704 pp.
- Лурье А. И. Теория упругости. М.: Наука, 1970. 940 с.
Дополнительные файлы
