Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геотектоника | Научные статьи
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

К вопросу о "спусковом крючке" механизма землетрясений.

Е.Чинский

Рассмотрена еще одна физическая модель в роли механизма "спускового крючка" землетрясений. В качестве гипотезы рассмотрен механизм резонанса частот спектра геомагнитного поля, индуцируемых в нем солнечным ветром, и частот собственных колебаний блоков земной коры. При рассмотренных условиях, как следствие, можно ожидать увеличения амплитуды низкочастотных колебаний блоков земной коры, что может обеспечить, кратковременно, снижение порога сопротивления их сдвигу и достаточность накопленных тектонических напряжений для внезапного начала землетрясения.

Данная работа не претендует на полное изложение и всеобъемлющий анализ всех существующих моделей землетрясений. Здесь нами рассматриваются лишь некоторые возможные условия, при которых могут проявиться дополнительные геофизические факторы, которые, кратковременно, могут снизить пороговую величину накопленных тектонических сил к сдвигу в блоках земной коры, что может оказаться достаточным условием увеличения вероятности сейсмического события.

Проблема кратковременного сейсмопрогноза является сложной задачей, требующей нетрадиционных подходов. Современные представления сейсмологии и механики разрушения горных пород определяют очаг землетрясения, как динамически движущийся разрыв непрерывного материала Земли, возникающий под действием напряжений накопленных в процессе сдвиговых тектонических деформаций [1]. При этом понимают не столько наличие напряжений в геологических структурах необходимых для подготовки землетрясений, но, прежде всего, достаточность ВСЕХ сил, участвующих в преодолении сопротивления смещению в блоках горных пород, входящих в такую сейсмическую структуру.

В свою очередь давно отмечена связь солнечно-геомагнитных и сейсмических событий [2-4]. Солнечная радиация, солнечный ветер влияют на атмосферу и магнитосферу и воздействуют на Землю. Поэтому предполагают, что существует механизм, связанный с этими процессами, который служит "спусковым крючком" и может, опосредованно, инициировать землетрясение, то есть высвобождение энергии напряжений накопленных в такой сейсмической зоне земной коры.

Под действием напряжений в земной коре, смещению геологических структур, препятствует трение. Преодолеть его, достаточно увеличения напряжений, либо уменьшения сопротивление трения, за счет "смазки" поверхности сдвига [5]. Изменения напряжений в пластах локальных зон земной коры может вызвать и солнечная энергия опосредованно через атмосферные процессы [4], а также энергия колебаний: гравитация, межпланетные взаимодействия, приливные силы Солнца и Луны, а также "встряска" горных пород, например, при ядерном и промышленном взрыве, движении транспорта и пр. Эффекты колебаний разной частоты и интенсивности при условии кооперативности действия, в одних случаях сопровождаются конструктивными, а в других деструктивными следствиями.

Вибрологические эффекты обеспечивают: а) существенное ускорение процесса крипа (виброползучесть); б) ускорение процесса снижения напряжений (виброрелаксация); в) снижение среднего уровня релаксации для разрушения породных масс (виброусталость); г) изменение эффективной вязкости при переходе от ламинарного к турбулентному режимам течения (вибротекучесть) [6].

Очевидно, что кооперативность и синэнергетичность колебаний и волн в геологических структурах может способствовать снижению сопротивлений смещения блоков и подготовить условия сейсмического события в локальных зонах земной коры и быть причиной спускового механизма землетрясения.

Направленность векторов диполей магнитных минералов в локальных зонах блоков земной коры обусловлено их палеомагнетизмом. Взаимодействие суммарного магнитного поля их диполей (протяженностью от десятков до нескольких тысяч километров) с магнитным полем Земли (МПЗ), может привести к дополнительным напряжениям в подобных геологических структурах.

В свою очередь, от величин напряжений в блоках горных пород зависит частота их собственных колебаний [7]. Спектр их частот широк, но частота некоторых из них, ниже частот спектра переменной составляющей МПЗ, индуцируемой в магнитосфере солнечным ветром [8]. При рассмотренных ниже условиях, они могут совпасть ("красное" смещение), что может привести к резонансу их частот в блоках горных пород, то есть к резкому повышению амплитуды колебаний и волн в них. В свою очередь, это может привести к дополнительным динамическим напряжениям. И это важно, одновременно может и понизить порог сил необходимых для смещения в таких геологических структурах и обеспечить достаточность уже имеющихся, накопленных тектонических напряжений для внезапного сдвига блоков в них. Важно, что это может обеспечить кратковременное снижение сил сопротивления смещению блоков горных пород земной коры или опосредованный "спусковой крючок" сейсмического события.

С другой стороны, этот механизм может оказать влияние на процессы, протекающие в магнитосфере. На это указывают факты многократного увеличения амплитуды низкочастотных пульсаций геомагнитного поля вблизи калифорнийского города Пало-Альто зарегистрированное (1989г) исследователями Стенфордского университета США, а также в Спитаке обсерваториями в Душети и Варджи (1988 г), в Японии (1980г) за один - три часа до основных толчков [9,10]. Очевидно, что должны быть и другие геофизические факты, так или иначе, указывающие на возможность подобного механизма инициирования части землетрясений.

Попытка поиска возможных, в первую очередь, солнечно-земных связей, а, следовательно, и "спускового крючка", кратковременно влияющего на механизм землетрясения, и была предпринята нами.

1. Приполярная зона наиболее удобна для первоначальной оценки возможного влияния сезонного наклона земной оси и поверхности относительно потока солнечного ветра на годовой ход частоты землетрясений. Возможное влияние этого фактора на рост сейсмичности этих районов можно было бы ожидать в периоды полярного дня.

Результаты обработки параметров землетрясений зарегистрированных в приполярных зонах на широтах выше 66 градуса северной и 50 градуса южной широты приведены на рис.2.8.-1. Общее число землетрясений в выборках: 553 - для северной (1) и 35 - для южной (2) приполярной зоны [11]. Вероятность сильных землетрясений с увеличением широты уменьшается. Это будет показано ниже. Поэтому в выборке были учтены все зарегистрированные землетрясения в высоких широтах, с магнитудой М>2.

Если указанное влияние на сезонность сейсмической активности Земли имеется, то ожидать её увеличения в приполярных зонах следовало бы в периоды близкие дням летнего (северное полушарие) и зимнего солнцестояния (южное полушарие). Однако, как видно на рис.2.8.1-а, максимум сейсмической активности приходится на март-май (1) для северной приполярной области, а для южной на август-сентябрь (2). Если это смещение максимума частоты землетрясений каким-то образом связано с воздействием Солнца, солнечного ветра на МПЗ, то оно должно быть связано и с некоторыми параметрами последнего.

В первом приближении оценку периода смещения максимума сейсмичности (без учета синусоидальности процесса) можно свести к задаче: определить, насколько дней раньше широта геомагнитного полюса (северного или южного) оказывается под воздействием солнечной радиации, как и географические полюса в дни летнего или зимнего солнцестояния. В году влияние солнечного ветра на приполярные зоны, вроде должно меняться от максимума в полярный день до минимума и в полярную ночь

Для северного полушария магнитное склонение составляет 14 градусов. Наклон земной оси к плоскости орбиты 23,5 градуса. Максимум частоты землетрясений в северной приполярной зоне следует ожидать в году (365 дней) раньше дня летнего солнцестояния на

{365 дн./ (23,5 град. х 4)} х 14 град.= 54 дня.
Магнитное склонение в южном полушарии - 24 градуса. Для южной приполярной зоны период смещения максимума частоты землетрясений следует ожидать раньше дня зимнего солнцестояния на




{365дн./(23,5 град. Х 4)} х 24 град. = 93 дня.

Рассчитанные периоды ожидаемого смещения максимумов в распределении частоты землетрясений к началу года на 54 и 93 дня близки к фактическим периодам смещения их максимумов (см. рис.1а, огибающие 1 и 2 соответственно).

Июль-декабрь (кривая 1) и декабрь-май (кривая 2) рис. 1а, для северной и южной приполярных зон - сезоны с минимальным уровнем землетрясений и он составляет в среднем около 6% в месяц. Для более низких широт наблюдается уменьшение этого влияния. Для широт 57-66 градуса с.ш.. см. рис.1б. за январь-июнь это снижение составляет уже порядка ~ 11%.

Как видно из полученных результатов с уменьшением широты сезонность влияния Солнца на частоту землетрясений уменьшается. Поэтому предположили, что суточный ход частоты землетрясений, можно выявить в тропической зоне. Причем, искомое влияние, или искомая связь, предполагалась не очень сложной, с монотонным возрастанием частоты их от ноля часов местного времени, с максимумом в полдень и, затем, с уменьшением вероятности землетрясений к двадцати четырем часам. Гипотетичный характер суточного хода сильных землетрясений, на основании сказанного, представлен на рис.2. линия - 2 .

Для подтверждения данной гипотезы, по названным выше причинам, в выборку взяты географические координаты и время сильных землетрясений (с магнитудой >= 6), зарегистрированных между 23 градусами северной и южной широты [11] .

Время регистрации события (по Гринвичу) приведено к местному времени, в зависимости от долготы эпицентра землетрясения. Ко времени регистрации землетрясения добавляли (вост. долгота) или вычитали (зап. долгота) время часового пояса, на который приходилась долгота эпицентра землетрясения.

Для параметров землетрясений зарегистрированных в тропиках, мы ожидали минимального влияния на результаты, их связи с суточным ходом геомагнитных координат и связи частоты землетрясений с отмечаемым выше годовым их ходом.

Однако, на суточном ходе частоты землетрясений рис.2 (1), проявляется более сложный закон искомой взаимосвязи. Четыре минимума (6 - 8, 11 -12, 17 -18, и 23 -1 часа) и четыре максимума. Максимумы в периоды времени 3 - 5, 9 - 10, 14 -16 и 19 -22 часа, и минимум в период 23 -1 час с максимумом землетрясений в 12 часов, близко описывают предполагавшийся характер суточного хода (линия-2). Опровергнуть или принять эту гипотезу можно определив значимость - Р этого совпадения, применяя критерий проверки гипотезы χ2, при f - степенях свободы [12] . Получаем:

χ2макс в 12 час = 0,01079, f = 18, С вероятностью Р = 1,0 они совпадают

Весьма характерны минимумы в интервалы времени 6-8 и 17-18 часов рис.2. Отличаясь уровнем их минимумов, отметим меридиональную симметрию их на земной поверхности. Возможной причиной их симметрии может быть уменьшение вероятности названного механизма и "спускового крючка" в эти часы за счет эффекта Доплера. На магнитосферу оказывает "давление" солнечного ветра, сжимая ее с фронта и, затем, растягивая магнитосферу в шлейф до нескольких тысяч земных радиусов см. рис.3 [13]. За счет вращения Земли и сжатия-растяжения магнитосферы в течение суток, несколько раз изменяется и относительная скорость солнечного ветра по отношению к поверхности Земли и, соответственно, ее магнитосферы. В некоторые периоды суток, это может привести к смещениям частот переменной составляющей, индуцируемых в магнитосфере в область более высоких ("фиолетовое" смещение) или низких ("красное" смещение) частот их спектра. В первом случае, следствием этого может быть
уменьшение вероятности указанного механизма резонанса и снижение числа ожидаемых событий и искомой взаимосвязи в интервалы времени 6-8 и до 12 часов (см. рис.2). В другом случае, резонансный механизм подготовки землетрясений, проявляется в тенденции роста их числа в суточном ходе после 12 часов. За счет суточного вращения Земли после полудня и периода времени 17-18 часов, относительно периода 6-8 часов, можно ожидать смещение в "красную" - низкочастотную область частот спектра геомагнитного поля. До полудня (особенно в 6 часов) направление угловой скорости вращения Земли и вектора скорости солнечного ветра направлены навстречу друг другу, а после полудня, (особенно в 18 часов) - попутно. Последний факт может приводить к уменьшению относительной скорости (солнечного ветра относительно магнитосферы) и увеличению вероятности резонанса после 12 часов и в интервале 17-18 часов по сравнению с интервалом времени до полудня и в период 6-8 часов. В этой связи, особо следует подчеркнуть, что в годы максимума солнечной активности, в которые отмечают повышенную сейсмичность, меньше средние скорости солнечного ветра [4].

Общий максимум полученного хода частоты землетрясений фактически приходится на 15 часов. Сместив максимум с 12 часов кривой- 2 рис.2. на 15 часов и применяя тот же критерий согласия χ2, проверяем значимость - Р [12] соответствия этого нового гипотетического и эмпирического распределений (1) (максимумов в периоды 3 - 5, 9 - 10,14 -16 и 19 -22 часа и минимума 23-1 час, приходящегося на тень Земли). Получаем:

χ2макс в 15 час = 0,006 и f = 18, Р=1,0

Новое распределение с максимумом в 15 часов точнее совпадает с эмпирическими результатами (1), чем распределение с максимумом в 12 часов, поскольку

χ2макс в 15 час < χ2макс в 12 час.

Поэтому следует принять названную гипотезу за основу, хотя и в первом, и во втором случае, значимость соответствия проверяемых гипотез равна единице. Последнее говорит о том, что в суточном ходе частоты землетрясений с вероятностью (Р = 1) должны быть предполагавшиеся первоначально минимум и максимум.

Полученный максимум для сильных землетрясений, вроде соответствует отмечаемому максимуму их и для слабых землетрясений, приходящемуся также на 15 часов [14].

Кстати, если данный эффект имеет место, то на суточных магнитограммах в эти часы, так или иначе, но должно проявляться это и на ходе изменений напряженности геомагнитного поля. Оно прослеживается на магнитограммах (в отдельные сутки), полученных в приполярной зоне сотрудниками Полярного Геофизического института КНЦ РАН [15] см. рис. 4.

Проявляется эффект в этих широтах тем чаще, чем ближе к весеннему периоду. В интервале 17-18 часов проявление минимума на магнитограммах "замазано" возрастанием напряженности и возмущениями, происходящими в магнитосфере после 11-12 часов.

Что касается природы наблюдаемого минимума вероятности землетрясений их распределения 1 рис.2 в интервале 11-12 часов, то можно высказать некоторые соображения относительно его природы.
Рис. 4. Суточные магнитограммы, полученные в разные годы, сотрудниками Полярного геофизического института КНЦ РАН в районе полигона ст. Лопарская, (Мурманская область). Время дано по Гринвичу. [15]

Земля, как известно, вращается против часовой стрелки. После 6 часов к полудню, силовые линии МПЗ, после их растяжения солнечным ветром, вынужденно релаксируют, что иллюстрирует рис.5. Причем, подобная релаксация должна проходить с ускорением после 9-10 часов к 12 часам.

Очевидно, что начало ускорения релаксации, следует ожидать при угле менее сорок пять градусов между силовой линией МПЗ и линией меридионального сечения Земли рис.5 приходящегося на меридиан, проходящий через 0 и 12 часов (в проекции на экваториальную плоскость). Релаксация должна проходить с ускорением к 12 часам дня после 9 часов. Вектор ускорения релаксации силовых линий МПЗ направлен, в том числе, навстречу вектору скорости солнечного ветра. Результатом этого, возможно смещение частот индуцируемых солнечным ветром в геомагнитном поле в "фиолетовую" область их спектра и, следовательно, следует ожидать уменьшения вероятности землетрясений в интервале с 11 до 12 часов (см. рис.2).

Конечно названный механизм, при более детальном рассмотрении, требует учета других факторов: сезонность, изменения скорости солнечного ветра и активность Солнца, изменения скорости вращения Земли, в том числе в течение года вокруг Солнца, геомагнитных координат и др.

2. Очевидно, что подобное влияние следует ожидать и в других геофизических эффектах, связях или следствиях, так или иначе наблюдаемых на Земле и связанных с ее геомагнитным полем. Для проявления названного резонансного механизма подготовки землетрясений, во-первых, возможно возрастание напряженности относительно слабого магнитного поля Земли (МПЗ) в локальных зонах ее коры.

В самом деле, виртуальный диполь МПЗ смещен от земной оси. С одной стороны, это наводит на мысль, что для сохранения центра масс Земли и уравновешивания масс океанских вод и континентов это смещение вынуждено. Оно может быть связано с незначительным, но смещением ядра (если МПЗ с ним связано) и вещества мантии в район Океана, в том числе, Тихого, за счет уменьшения толщи океанической коры, по сравнению с континентальной корой. Это предположение соответствует фактическому распределению толщи Земной коры. На это указывают и срединные океанические хребты, и выпуклости в океанических тектонических поясах связанных с глобальным рельефом Земли и подошвы мантии [16].

От срединного океанического хребта, происходит расширение и приращение океанского дна. Удельный вес вещества мантии много больше удельного веса воды и смещение ее сравнительно мало, но необходимо для самоцентровки динамической системы Земли-гироскопа (уравновешенный гироскоп), которое, в противном случае, могло проявиться в нутации земной оси.

Условием изотропности силовых линий (напряженности) в коре, кроме симметрии магнитного диполя относительно земной оси, является также и изотропность распределения магнитной проницаемости земной коры. При формировании земной коры, видимо, формировались геологические зоны с отличной от соседних минеральных зон магнитной проницаемостью. В них возможно увеличение напряженности МПЗ и эти зоны - "каналы" в земной коре видимо проходят по границе известных литосферных плит. В них происходит абсолютное большинство землетрясений. Известно, что эти зоны сложены гранулитами [5], которые состоят, в основном, из магнитопрозрачных минералов: кварца, плагиоклаза, полевого шпата и др. Интересно, что и нижняя часть континентальной коры, также имеет гранулитовый состав [17].

Геодезическая линия между геомагнитными полюсами приходится на Тихий Океан - район концентрации эпицентров сильных и глубоких землетрясений рис.6. Цепь распределения эпицентров сильных и глубоких (глубже 100км) землетрясений в Тихом Океане, начинается в районе с координатами 30-33 градуса ю.ш. и 180 градуса в.д. и оканчиваются в районе с координатами 53-54 градуса с.ш. и 158-160 градуса восточной долготы. Это распределение выглядит примерно как "S" рис. 2.8.-4. Кстати, контуры береговой линии Америки, Африки, восточного побережья Азии вместе с Австралией, напоминают эту конфигурацию. На связь же динамики развития океанических плит и рифтовых зон, кратную 60, 120, 180 и 240 миллионов лет с долгопериодными инверсиями геомагнитного поля Земли, указывает и выявленная корреляция [18].

Сильные землетрясения, согласно каталогу [11], происходят не глубже 800 километров. Данное "S"-образное распределение эпицентров сильных, глубокофокусных землетрясений - "отпечаток" на земной поверхности. "S"-линии распределения эпицентров сильных землетрясений, имеет направление в район координат северного и южного магнитных полюсов. Это позволяет сделать предположение о связи сейсмичности в указанной зоне земной коры и с геомагнитным полем.

Опровергнуть или принять эту гипотезу можно, сопоставив долготы этого "S-образного" распределения (между 60 градусами северной до 33 градуса южной широты с шагом пять градусов по широте) с долготами геодезической линии соединяющей северный и южный геомагнитные полюса. Для проверки значимости - Р данной гипотезы, применили критерий согласия χ2 при f - степенях свободы [12], находим χ2 = 0,031 и f = 20 , Р = 1,0, что указывает на связь (с вероятностью единица) данного "S" - образного распределения землетрясений приуроченных к Тихоокеанской сейсмической зоне с магнитным полем Земли.

В северном полушарии отмечается большее смещение данного распределения землетрясений от геодезической линии, соединяющей северный и южный магнитные полюса, по сравнению с южным полушарием. Подобное отклонение может быть связано с приближением солнечной системы к центру галактики, с периодами 60 млн. лет, и, связанной с этим интенсификации диссипации гравитационно-приливной энергии мантии Земли и ее разогрев [19] и изменением движения вектора Тихоокеанской плиты произошедшей примерно 40-50 млн. лет назад [20]. Изменение же вектора движения плиты с западного на северо-западное могло привести к относительному увеличению скорости ее смещения в северном полушарии и части указанного "S" - образного распределения землетрясений по сравнению с южным полушарием. На это указывает и характер распределения вышеназванных выпуклостей океанского дна, приходящегося на его среднюю часть [16]. При скорости движения Тихоокеанской плиты 8-8,5см/год [17], за это время она могла пройти расстояние 3200-4200км. По порядку величины это расстояние, в северном полушарии, близко к разнице расстояний между рассматриваемой сейсмической зоны и геодезической линии.

На возможное электромагнитное взаимодействие магнитного поля диполей горных пород и МПЗ, косвенно, указывают наблюдаемые знакопеременные напряжения по падению в погружающейся плите в зоне субдукции [5]. На возможность таких напряжений, при взаимодействии с магнитным полем Земли, указывает чередование полос с различными направлениями в них векторов палеомагнитных диполей в базальтах Тихоокеанского дна [20].

Резкое окончание "S - образного" распределения сильных землетрясений видимо, обусловлено переходом силовых линий диполя и геомагнитного поля к магнитосфере. Это может привести к перераспределению величин напряженности МПЗ при выходе его силовых линий из земной коры и ее "каналов". Следствием этого может быть уменьшение напряженности геомагнитного поля в приполярной зоне коры, по сравнению с её экваториальной зоной. На это указывает и характерное уменьшение глубин эпицентров сильных, глубокофокусных землетрясений к широтам геомагнитных полюсов, что иллюстрирует рис.7.

Сказанное, в полной мере, относится к указанному "S" - образному распределению, поскольку подавляющее большинство сильных глубокофокусных землетрясений (более 75%) приходится на тихоокеанскую сейсмическую зону (см. рис 8.). То есть приходится на долготы между северным и южными магнитными полюсами.

Сейсмические бреши первого рода вокруг геомагнитных полюсов, могут быть следствием указанной причины. По карте сейсмических зон [5] эти районы ограничены площадью поверхностей, большая и малая ось которых составляет, примерно, 10000-12000км и 4500-5000км соответственно с наклоном малых осей, примерно, на тридцать - сорок градусов в северо-восточном направлении.

Точка перегиба приведенного "S"- распределения лежит на земном экваторе с координатами 130-135 град. в.д. От этой точки отходит, менее выраженное, распределение эпицентров сильных, глубокофокусных землетрясений. Их распределение - северо-запад в район указанной сейсмической бреши и координат северного магнитного полюса через Европу и западное полушарие. Последний факт, как-то, может объяснить одну из возможных причин глубоких и сильных землетрясений в Северной Африке, Испании, где, вроде бы, отсутствует зона субдукции [21], но с которой связывают такие землетрясения в Тихоокеанской сейсмической зоне. Вспомним о гранулитах под континентами.

Если на максимумы суточного хода частоты землетрясений (см. рис.2), накладываются приливные силы Солнца и Луны составляющие ~85% общего гравитационного возмущения от всех тел солнечной системы [19], то вероятность землетрясений должна возрастать. Подобное воздействие испытывает Луна, когда находится вблизи своего перигелия [26]. Однако отклик на внешние воздействия на Луне более интенсивен и стабилен. Он менее замаскирован другими процессами, чем на Земле [22]. Но в результате этого взаимодействия, может происходить обратная картина, уже "фиолетового" смещения частот собственных колебаний горных пород [7], в свою очередь, сближая их спектр частот со спектром частот геомагнитного поля индуцируемого солнечным ветром. Подобное смещение частот, может оказывать свое, дополнительное, влияние на вероятность резонансного механизма подготовки землетрясений, и, конечно, связано и с размерами и типами геологических структур в сейсмогенных зонах [23].

Как уже было отмечено, в годы максимума солнечной активности, средние плотность и скорость солнечного ветра меньше, чем вблизи минимума солнечной активности [4].
Поэтому проявление резонансного механизма подготовки землетрясений, как нам представляется, также должно быть связано и с изменениями линейной скорости Земли в течение года, а, следовательно, со скоростью взаимного сближения (удаления) Земли и Солнца или, иначе, изменениями лучевой скорости. В среднем, скорость сближения к перигелию и, затем, удаления Земли от Солнца к афелию (~5 млн. км.), составляет ~ 1140 км/час.

Увеличение вероятности землетрясений можно ожидать в периоды, когда она движется с положительным или отрицательным ускорением к афелию (3 июля) или перигелию (3 января) - даты максимального и минимального расстояния между Солнцем и Землей. Распределение периодов отклонения линейной скорости Земли [24] от средней при обращении ее вокруг Солнца и даты инверсии знака ее ускорений в течение года представлены на рис.9.

Относительного усиления сейсмической активности следовало бы ожидать, после 12 февраля с нарастанием вероятности землетрясений к 15 мая, когда Земля удаляется от Солнца с положительным ускорением, а также после 3 ноября с нарастанием вероятности землетрясений к 3 января и после 3 июля к 27 июля, когда Земля сближается с Солнцем, но с отрицательным ускорением ("красное" смещение).

Известно, что в наиболее длинные из указанных периодов, отмечают увеличение сейсмической активности [25]. Но существенного приращения ее в эти периоды ожидать, конечно, не следует. При отсутствии внешних влияний землетрясения распределены случайно и "спусковой крючок" может всего лишь спровоцировать акт землетрясений, тем самым, перераспределив часть их во времени [3]. Названный механизм подготовки землетрясений не является единственным. Проявиться это влияние и "спусковой крючок" может в достаточно длительном периоде наблюдений.

Такая оценка нами проведена по каталогу глубокофокусных, сильных (магнитуда более 6) землетрясений с глубинами очагов более 500км [21]. На указанные периоды (176 дней из 365 дней в году) приходится больше половины (50 из 96 или ~52%) землетрясений за период 1902-1973г. То есть приращение частоты землетрясений (отношение количества событий к длительности рассматриваемого периода в течение года 50/176дн.) в периоды 4.11.-2.01., 13.02.-14.05. и 4.07.-26.07., по сравнению с остальными периодами года (46/189дн.), составляет ~ 17%.

Подобное приращение частоты событий в указанные периоды наблюдается и для глубокофокусных, сильных землетрясений (магнитуда более 6, глубина более 200км), каталог [11] за период 1975-89г.г. Оно составляет также более половины (81 из 145 землетрясений или > 55%). Подобного приращения сейсмической активности в указанные периоды не выявлено для менее глубоких сильных землетрясений.

Таким образом, кратковременное кооперирование сил, обусловленных воздействием подобным указанному резонансу с накопленными тектоническими напряжениями в локальных зонах земной коры, может способствовать снижению порога сопротивления сдвигу их в таких геологических структурах. Этого может оказаться достаточно для подготовки их смещения и одной из причин инициирования сильных землетрясений под опосредованным влиянием Солнца, при наличии накопленных тектонических напряжений.

Этот механизм может проявляться периодически (с ходом его вероятности в течение суток и года) и случайно, независимо и кооперативно, действуя синэнергетично с другими механизмами, кратковременно снижая сопротивление сдвигу и увеличивая, в эти периоды времени, вероятность сильных землетрясений.

Предполагаем, что после названных выше дат и периодов, вероятность сильных землетрясений, очевидно, может сохраняться еще в течение двух, а то и трех недель. Напряжения в земной коре, как известно, могут сопровождаться - дилатансией [21, 25], то есть разуплотнением горных пород под действием тектонических напряжений. Результатом ее может возникнуть высокоэффективная "смазка", обеспечивающая возможность проскальзывания по разуплотненным породам и, следовательно, подготовку блоков горных пород к сдвигу при меньших напряжениях. Инициировать землетрясение в таких геологических структурах, и после указанных периодов, могут механизмы перечисленные выше. Необходимым и достаточным условием сейсмического события, безусловно, является наличие напряжений, достаточных для преодоления сопротивления сдвигу в таких структурах. Некоторые из названных выше факторов наступают периодически и могут действовать кооперативно и синэнергично, а в других случаях дифференцированно.

В подтверждение выше приведенной гипотезе, можно добавить, что результаты экспериментов [26], выявили и подтверждают заметную активацию местных землетрясений, правда, с запаздыванием на 5-6 суток после результатов зондирования земной коры одиночными импульсами ЗИ. Источник импульсов МГД генератор. Выявлено и закономерное изменение инициирующего воздействия ЗИ с глубиной и границами отдельных слоев коры. Отмечают, что выявлена статистически значимая связь прохождения активных областей и коронарных дыр на Солнце и запаздывания, в среднем, на два - четыре дня возникновения сильных землетрясений [4]. Кроме того, выявлено и влияние на сейсмичность изменений скоростей вращения Земли, приливных явлений, удаленных сильных землетрясений и подземных ядерных взрывов, штормовых микросейсм, наполнения искусственных водохранилищ [27].

Как уже сказано, большинство названных причин периодичны, а землетрясения приурочены, в основном, к определенным сейсмическим районам (СР). Но создание алгоритма для прогноза наиболее вероятных районов возникновения очагов землетрясения (ВОЗ) и оценки вероятности времени сейсмических событий с одной стороны многопланово и сложно, а с другой стороны возможно.

В работе не ставилась цель разрешить все вопросы, которые возникают при объяснении полученных результатов. Интерпретация требует дальнейших комплексных исследований, конструктивной критике гипотезы, анализа полученных результатов в сопоставлении с результатами других исследований.

Заключение

Рассмотрена модель резонансного механизма инициирования землетрясений. Механизм резонанса некоторых частот спектра геомагнитного поля, индуцируемых в нем солнечным ветром, и собственных колебаний блоков земной коры, при рассмотренных условиях (широта, суточный и годовой ход сейсмической активности, наложение приливных сил Луны, снижение средней скорости солнечного ветра в годы активного Солнца и относительной скорости в течение суток, размер и тип сейсмогенных геологических структур и др.) может совпасть, что может снизить уровень тектонических сил, необходимых и достаточных для начала сейсмического события и быть его "спусковым крючком".

  • показано, что в приполярных зонах, выявлен годовой ход сейсмической активности, а его максимум приходится на март-май для северной приполярной области и на август-сентябрь для южной. Рассмотрены возможные гелиогеофизические причины такого распределения землетрясений;
  • выявлен, суточный ход сейсмичности сильных (М>6) землетрясений. Суточный ход имеет четыре минимума в 6- 8,11-12, 17 - 18 и 23 -1 часа и четыре максимума в 3 -5, 9 -10, 14 -16 и 19 -22 часа с максимумом суточного хода и их вероятности в 15 часов. Рассмотрены возможные гелиогеофизические причины такого хода распределения сейсмичности в течение суток. Значимость - Р соответствия гипотетического и эмпирического суточного хода распределений сейсмичности для максимумов 3 - 5, 9 - 10, 14 -16 и 19 -22 часа и минимума 23-1 часа, равна Р=1, что говорит о том, что это гипотетическое распределение с максимумом в 15 часов совпадает с эмпирическими результатами со стопроцентной вероятностью;
  • показано, что относительный уровень и симметричность минимумов суточного хода сильных землетрясений (М>6) в интервалы времени 6-8 и 17-18 часов, а также, смещенный на 15 часов максимум суточного хода, указывают на возможную связь землетрясений с опосредованным влиянием Солнца и солнечного "ветра" на частоту землетрясений и резонансную природу механизма "спускового крючка". Рассмотрены возможные гелиогеофизические причины такого распределения;
  • показано, что минимум суточного хода сильных землетрясений в интервал времени между 11-12 часами, может быть обусловлен ускорением релаксации геомагнитных линий к 12 часам;
  • показано, что "S-образное" распределение эпицентров (глубина >100км) сильных землетрясений (М>6) в Тихоокеанской сейсмической зоне и направленность "линии" их распределения, указывает на связь этих землетрясений с магнитным полем Земли, поскольку оно (с вероятностью единица) совпадает с геодезической линией соединяющей геомагнитные полюса;
  • показано, что в дополнение к современным представлениям о механизме землетрясений, они могут быть связаны и с магнитным полем Земли, поскольку и распределение сильных землетрясений (М> 6), именно к широтам северного и южного геомагнитных полюсов, снижается вероятность сильных землетрясений и уменьшается глубина их очагов;
  • показано, что на основе предложенной модели, за счет уменьшения средней и относительной скорости солнечного ветра, относительного усиления сейсмической активности следует ожидать, соответственно, в годы активного Солнца, а также в периоды, когда Земля движется в афелий (3 июля), после 12 февраля с нарастанием вероятности землетрясений к 15 мая (в период, когда Земля удаляется от Солнца с положительным ускорением - "красное" смещение) и после 3 июля к 27 июля, а также после 3 ноября с нарастанием вероятности землетрясений к 3 января (перигелий), (периоды, когда Земля сближается с Солнцем с отрицательным ускорением);
  • показано, на результатах статистической оценки, что в указанные периоды года частота сильных землетрясений может увеличиться от пяти до семнадцати процентов.

    Все рассмотренные причины могут воздействовать коллективно и синэнергично и могут быть учтены при оценке вероятности землетрясений в сейсмической зоне, поскольку большинство указанных причин наступают периодично. 1992-2007гг

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

    1. Мячкин В.И. Процессы подготовки землетрясений. М., Наука, 1978 г., с.20.
    2. Чижевский А.Л. В ритме Солнца М., Мысль, 1973 г., с. 91.
    3. Барсуков О.М.. Солнечные вспышки, внезапные начала и землетрясения. Изв.АН СССР. Физика Земли., 1991г., N12. с. 93-97.
    4. Сытинский А.Д.. Связь сейсмичности Земли с солнечной активностью и атмосферными процессами. Л., Гидрометеоиздат, 1987 г., с. 32-33,34-35.
    5. Гангнус А. Тайна земных катастроф. М., Мысль, 1985, с. 186, 129, 94-95,28.
    6. Чиков. Б.М.Режимы колебаний и волн в геосферах. В сб. Напряженно-деформированное состояние и сейсмичность литосферы. Новосибирск. 2003 г. 209с.
    7. Рыкунов Л.Н.,Хаврошин О.Б., Циплаков В.В.. Открытие N282. Явление модуляции высокочастотных сейсмических шумов Земли. Открытия в СССР, 1983, с.26.
    8. Яновский Б.М.. Земной магнетизм. Л.,Изд. ЛГУ, 1964, с. 293.
    9. Новиков Г.Ф., Капков Ю.Н. Радиоактивные методы разведки. Л., Недра, 1965, с. 603-608.
    10. Кopytenko Yu.A., .Matiashvili T.G, Voronov P.G., Kopytenko E..A., and MaslakovO.A. . Detection of ultra-low-frequensy emissions connected with the Spitak earthquake and its aftershok activity, based on geomagnetic pulsations data at Dusheti and Vardzia observatories. Physics of the Earth Planetary Interiors, 77 (1993) 85-95, Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam. Открытие N 290. Свойство свежеобразованных поверхностей испускать в вакууме электроны высоких энергий. Открытия в СССР, 1984, с.26. Авторы Б.В.Дерягин, Н.А.Короткова, В.В. Карасев.
    11. Report of Magnetik Pulsation 1980, 1981. Magnetik Observatory of Japan мeteorological Agency, Kakioka, Japan.
    12. Сборник. Землетрясения в СССР, М., Наука, 1975-88г.г.
    13. Налимов В.В. Применение математической статистики при анализе веществ. М., Изд. физико-математической литературы , 1960 , с. 98-107.
    14. Михайловский А.Б, Похотелов О.А. Влияние свистов и ионно-циклотронных колебаний на раскачку альфвеновских волн в магнитосферной плазме. - Физика плазмы, 1975, т.1, вып.6, с.1004-1012.
    15. Тамразян Г.П. Внутрисуточное распределение слабых землетрясений и его соотношение с геологическим строением. - Изв.АН СССР. Физика Земли, 1972, N 3, с.50-56.
    16. Авроральные явления.( Материалы наблюдений Полярного геофизического института.), Апатиты., 1975-80 г.г., Изд.КФАН СССР., Полярный геофизический институт.
    17. Р.Ф.Черкасов. Взаимодействие континентальных и океанических тектонических поясов: проблема малой цикличности. В сб. Напряженно-деформированное состояние и сейсмичность литосферы. Новосибирск. 2003 г. 207с.
    18. Браун Д., Массерт А.. Недоступная Земля. М.Мир, 1984, с. 174,187.
    19. Диденко А.Н. "О временной связи процессов в ядре и литосфере". Российский журнал наук о Земле. Т.1, N3.1999г.
    20. Соболев Л.М. Глобальная и локальная динамика земных недр. В сб. Напряженно-деформированное состояние и сейсмичность литосферы. Новосибирск. 2003 г. 181с.
    21. Кэлдер Н. Беспокойная земля. М., Мир, 1975, с.194, 57-59, 133.
    22. Ващенко В.Н. Очаги глубокофокусных землетрясений. Киев, 1995, с.4,17-22,64.
    23. Олейник О.В., Гамбурцев А.Г.. Ритмы сейсмичности Луны и Земли. В сб. Напряженно-деформированное состояние и сейсмичность литосферы. Новосибирск. 2003 г. 123-127с.
    24. Губин И.Е. Открытие N 301. Закономерность связи магнитуды (энергии) тектонических коровых континентальных землетрясений с размерами и типами сейсмогенных геологических структур (Закон сейсмотоники Губина). Открытия в СССР,1985, с.27.
    25. Куликовский П.Г. Справочник любителя астрономии. М., Наука, 1971 , с. 235-236, с.32.
    26. Фишман В.П., Урусов А.А.. Приборы смотрят сквозь землю. М., Недра, 1987, с. 54-56.
    27.Л.И.Уруцкоев О возможном механизме землетрясений. Прикладная Физика, 2000,N4, с.55-61.
    28. Николаев А.В. Наведенная сейсмичность, как проявление нелинейных своийств геодинамического процесса, Тезисы конф. "Наука о Земле на пороге ХХI века". Москва, 11 -14 ноября,1997, с.91.

  • Проект осуществляется при поддержке:
    Геологического факультета МГУ,
    РФФИ
       

    TopList Rambler's Top100