Результаты изучения миграции сейсмической активности Турции

мат-лы Всерос. конф. (Магадан, 20-24 апреля 2008 г.). Магадан: Изд-во СВНЦ ДВО РАН, 2008. С. 205-208.

7. Макаров В.П. Эволюционная природа блочной организации геоматериалов и геосред. Универсальный критерий фрактальной делимости // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. С. 724-746.

8. Саньков В.А. Глубины проникновения разломов. Новосибирск: Наука, 1989, 136 с.

9. Стрельченко И.П. Построение структурно-тектонической основы для решения интерпретационных задач МОГТ в сейсмогеологических условиях юга Сибирской платформы // Геонауки - 2013. Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований: мат-лы Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. уч. В сб. Геонауки -2013. Актуальные проблемы изучения недр. Вып. 13. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. С. 266-270.

10. Трехмерная геологическая модель - необходимый и

обязательный этап изучения нефтегазового месторождения / С.И. Билибин, Т.Ф. Дьяконова, Т.Г. Исакова [и др.] // Недропользование - XXI век. 2007. № 4. С. 38-42.

11. Шерман С.И., Лобацкая Р.М. О корреляционной зависимости между глубиной залегания гипоцентров и длиной разрывов в Байкальской рифтовой зоне // Доклады АН СССР. 1972. Т. 205. № 3. С. 581-583.

12. Шерман С.И. Физические закономерности развития разломов земной коры. Новосибирск: Наука, 1977. 102 с.

13. Building a three dimensional sealed geological model to use in numerical stress analysis software: A case study for a dam site / Nengxiong Xu, Hong Tian, Pinnaduwa H.S.W. Kulatilake, Qingwei Duan // Computers and Geotechnics. 2011. № 38. Р. 1022-1030.

14. Lobatskaya R.M., Krasnoramenskaya T.G. GIS tools for correlation of tectonics and seismisity in the Altay-Sayan area, Russia // Geoscience Frontiers. October, 2010.

УДК 550.34.013.2

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ МИГРАЦИИ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ТУРЦИИ

А

© А.В. Новопашина1

Институт земной коры СО РАН,

664033, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128.

Приведены результаты пространственно-временной развертки параметра суммарной энергии землетрясений Турции инструментального периода 1974-2012 гг., проведенной с целью определения параметров медленных миграций землетрясений (первые километры - первые сотни километров в год). Выявлены последовательности землетрясений на некоторых участках эпицентрального поля, и определена скорость миграции сейсмической активности. Цепочки миграций различны по структуре для разных геодинамических условий. Сделан вывод о связи особенности миграции с вязкостью сейсмоактивной среды. Ил. 2. Библиогр. 20 назв.

Ключевые слова: миграции; землетрясения; сейсмическая активность; Турция; Северо-Анатолийский разлом; эпицентральное поле; скорость.

STUDY RESULTS OF TURKEY SEISMIC ACTIVITY MIGRATION A.V. Novopashina

Institute of the Earth's Crust SB RAS, 128 Lermontov St., Irkutsk, 664033, Russia.

The paper presents the results of spatiotemporal total energy distribution of earthquakes in Turkey over the period of instrumental recording (from 1974 to 2012) aimed at the determination of slow earthquake migration parameters (first kilometers - first hundreds of kilometers per year). It identifies earthquakes sequences in some parts of the epicentral field and estimates migration velocity of seismic activity. It is noted that migration chains differ in structure for different geodynamic conditions. A conclusion is derived that the features of seismic activity migration correlate with the viscosity of seismically active environment. 2 figures. 20 sources.

Key words: migrations; earthquakes; seismic activity; Turkey; North Anatolian fault; epicentral field; velocity.

Природа явления миграции землетрясений до настоящего времени не определена окончательно, и для ее объяснения существует ряд гипотез. Наиболее распространенной точкой зрения является предположение о волновой природе распространении фронта деформации от очередного сейсмического события в коре, литосфере и нижней мантии, что является триг-герным эффектом для последующих событий, а также суперпозиции таких волн [1-4; 7-9; 14; 15]. Деффор-

мационные волны подразделяют на два основных типа [1; 15]: волны удаленного взаимодействия, распространяющиеся вдоль тектонических поясов или отдельных разломов [8], и волны ближнего взаимо-дейситвия - волны взаимодействия форшоков и аф-тершоков, проходящие в пределах очага сильного землетрясения.

По мнению других исследователей, миграции вызваны перераспределением напряжений (stress

1 Новопашина Анна Владимировна, кандидат геолого-минералогических наук, младший научный сотрудник лаборатории современной геодинамики, тел.: 890501405788, e-mail: anek_sanek@mail.ru

Novopashina Anna, Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Junior Researcher of the Laboratory of Modern Geodynamics, tel.: 89501405788, e-mail: anek_sanek@mail.ru

transfer) в земной коре посредством упругой и упруго-вязкой передачи напряжений последовательно от одного цельного блока к другому в результате взаимодействия разломов (fault interaction) [11; 16].

Интерес к явлению миграции обусловлен перспективностью ее использования в качестве предвестни-кового признака землетрясений в долгосрочном и среднесрочном прогнозировании. В наших исследованиях осуществляется попытка охарактеризовать миграции на локальном и субрегиональном уровнях, оценить их скорости, а также увидеть их связь с формированием очагов сильных землетрясений. Используемая методика дает возможность фиксировать также миграции более крупного масштаба, что позволяет получить более полную картину явления миграции [13].

Сейсмичность Турции интересна для изучения миграции, поскольку она известна упорядоченностью распространения сильных землетрясений вдоль Се-веро-Анатолийского разлома. Во многих источниках рассматривается последовательное возникновение событий с магнитудой 7,8>М>5,9 с востока на запад в период 1939-1999 гг. (до события Измит 1999 г., М=7,6) [19; 20 и др.]. Северо-Анатолийский разлом является результатом движения Анатолийской плиты вдоль Евразийской в результате воздействия с юга Африканской и Аравийсткой плит [17]. Скорость межплитного движения в зоне Северо-Анатолийского разлома составляет около 2,5 см/год [10; 20]. Проведенные исследования позволили получить параметры миграций для зон сдвига. Данные результаты являются частью большого исследования миграций сейсмоактивных зон с различными геодинамическими условиями. Так, ранее были изучены разломные зоны Прибайкалья (Россия) [13] и Сан-Андреас (Калифорния, США) [6].

Методика исследования

Визуализация цепочек сейсмической активности производится на пространственно-временных диаграммах, построенных для заданных областей проецирования (рис. 1). Такие области накладываются на сейсмические структуры, в пределах которых исследуется миграционный процесс. Значения используе-

мого параметра суммируются в элементарных ячейках прямоугольника за определенные промежутки времени (в данном случае 30 дней). Размеры прямоугольника определялись длиной и шириной области зоны концентрации эпицентров: длина составила 200-500 км, ширина для крупных зон - около 100 км.

Для анализа использован композитный каталог ISC [19] диапазона магнитуд от 2,0 до 7,6. Энергия в каждой элементарной ячейке вычислялась как

^d^sum Хп Еп,

где n - количество землетрясений; Е - энергия землетрясений в джоулях.

Предварительно производился пересчет магнитуд землетрясений в энергию из соотношения Гуттенберга - Рихрера: /gE=1,5M+4,8.

На рис. 1 показаны области проецирования сейсмических данных. Диаграммы для этих областей были построены в программе MathJL, где значения параметра /gEsum интерполировались в окне 4 на 4 точки, в результате чего энергетические пики от сильнейших землетрясений были сглажены. Шкала /gEsum на приведенных пространственно-временных диаграммах отражает сглаженные значения.

Отношение проекции цепочки максимумов используемого параметра на ось «расстояние» к проекции на ось «время» определяет скорость миграции. Используемая методика позволяет выделить медленные миграции, измеряемые в километрах в год. Обнаружение смещений с более высокой скоростью требует более детальной временной развертки, чего данная методика сделать не позволяет.

Результаты исследования

Анализ диаграмм позволил получить следующие результаты. Для восточной и юго-восточной частей эпицентрального поля Турции характерны миграционные цепочки, состоящие из сильных и умеренных событий, а промежутки между ними почти не заполнены слабыми событиями (зоны 1, 2, 3, на рис. 1; диаграммы рис. 2,а, 2,6, 2,е). Эта особенность миграций характерна именно для землетрясений Турции. Тектонически это явление в этой части эпицентрального поля связано с областью сочленения СевероАнатолийского и Восточно-Анатолийского разломов

Рис. 1. Зоны проецирования сейсмических данных (прямоугольники). Темно-серым цветом выделены области, на которых зафиксированы медленные миграции сейсмической активности

(зона 2 на рис. 1, диаграмма рис. 2,а), к которой приурочен ряд сильных землетрясений инструментального периода таких как: Лайс (1975 г., Ми=6,6), Эр-зинджан (1992 г., М«=6,9), Бингель (2003 г., М«=6,4), Элязыг (2010 г., Ми=6,1), а также юго-восточного окончания Восточно-Анатолийского разлома (зона 3 на рис. 1, диаграммы б, в на рис. 2), с которой связана область очага землетрясения Сейхан (1998 г.,

М«=6,2). Миграция в этих зонах проявляется как предшествующее, так и последующее по отношению к сильному сейсмическому событию явление, что в области сопряжения тектонических структур и для параллельных зон может отражать динамику перераспределения напряжения в области их взаимодействия.

время, годы г)

Рис. 2. Пространственно-временные диаграммы для зон проецирования: а - для зоны 2

В области очага землетрясения Эрдзинджан (1995 г., М,«=6,9) за десятилетия до самого события можно было наблюдать упорядоченные последовательности противоположной направленности, состоящие из 9-10 умеренных событий: 1976-1979 гг. (3.4 г. со скоростью около 30 км/год) и длиной более 100 км и 1984-1990 гг. (6-7 лет со скоростью 25-30 км/г.) длиной более 150 км (рис. 1, рис. 2,а). Здесь миграционные цепочки являются долгосорчным предвестником сильного события.

На диаграмме для зоны 2 (рис. 2,а) можно видеть миграционную цепочку, включающую событие Бингель 2003 г., которое в другой проекции также попадает в зону проецирования 3, расположенную под углом в зоне 2. На диаргамме 2,6 миграционная цепочка с участием события Бингель в данной проекции не видна, а землетрясения, объединяющиеся в зоне 2 в миграционную цепь, при развертке в проекции зоны 3 имеют пространственный разброс более 100 км. Это говорит о ширине «коридора» (100 км и более), по которому могут проходить миграции, что пространственно будет соответствовать ширине области рассеяния землетрясений различной силы в пределах области динамического влияния [8] активного Северо-Анатолийского разлома, вдоль которого заданы зоны 1 и 2 (см. рис. 1). Методитка проецирования паправлена на то, чтобы охватить эту область. Ели бы землетрясения миграционной цепи были локализованы в более узкой области, при пространственно-временной развертке в зоне 3, указанные сейсмические события выстроились бы в линию, параллельную оси времени, или имели бы меньшую степень рассеяния по оси расстояния.

В северной части Восточно-Анатолийского разлома проходит миграционная цепочка, включающая более десяти сильных и умеренных событий, со средней скоростью 12 км/год: за период 1998-2004 гг. - 85 км (зона 3 на рис. 1, диаграммы б и в на рис. 2). Начинается она с землетрясения Сейхан (1998 г., М=6,2) (рис. 2,б). На рис. 2,в цепочка миграций представлена для более крупного пространственного масштаба. На диаграмме видно, что событие Сейхан расположено в начале миграционной последовательности серии последующих умеренных землетрясений.

Для юго-западной (зона 5 на рис. 1, рис. 2,г) и западной (зона 7 на рис. 1) частей эпицентрального поля Турции характерны миграционные последовательности слабых и умеренных событий, подобные миграциям района Прибайкалья [13]. Скорость варьируется в пределах 62-90 км/год.

Зоны проецирования сейсмических данных 4, 6, 8, 9, 10 (см. рис. 1) также содержат пространственно-временные концентрации землетрясений, но четко выраженные миграции сейсмической активности в этих зонах не выявляются. Диаграмма зоны 11, связанной с сильнейшими событиями 1999 г.: Измит

(Mw=7,6) и Дюздже (Mw=7,2), позволяет увидеть множественные афтершоки в зонах очагов этих землетрясений, сосредоточенные в небольших временных интервалах, и распространяющиеся непоследовательно.

Выводы

Анализ диаграмм различных частей эпицентрального поля Турции показывает различный характер миграций, соответствующий разнице геодинамической обстановки отдельных частей данного региона. Эпизоды миграции зафиксированы в зонах проецирования сейсмических данных, построенных для концентраций эпицентров в области сочленения СевероАнатолийского и Восточно-Анатолийского разломов, юго-восточного окончания зоны Восточно-Анатолийского разлома, для которой характерны миграции сильных и умеренных событий со скоростью 25-30 км/год. Миграции со скоростью до 90 км/год, состоящие из более плотных цепочек умеренных и слабых землетрясений, характерны для западных и юго-западных сейсмических концентраций.

Как и в других исследуемых регионах, где миграции фиксируются локально в зонах сочленения крупных разломов, миграционные последовательности могут предшествовать сильному землетрясению задолго до него, распространяясь последовательно в области его очага (см. рис. 2,а), а могут быть следствием сильного события (см. рис. 2,б; 2,в). Проявления миграции сейсмической активности в этом случае являются, вероятно, отражением процессов взаимодействия разломных структур (fault interaction) в поле эпицентров землетрясений. Высокоскоростные межплитные движения в зонах Северо-Анатолийского и Восточно-Анатолийского разломов создают условия быстрого накопления напряжения в местах примыкания и разветвления разломных структур, разрядка которого происходит при одном уровне - в виде медленных миграций энергетических кластеров и умеренных событий. При другом, более высоком уровне происходят сильные землетрясения, афтершоки которых учувствуют в быстрых миграциях.

Различие в характере миграций различных сейсмических структур Турции мы связываем с разной вязкостью сейсмоактивной среды. Миграционные цепочки, в которые входит множество слабых событий (см. рис. 2,г), фиксируются в местах повышенной раздробленности земной коры, соответственно меньшей вязкости. Последовательности умеренных событий в совокупности с сильными и сильнейшими землетрясениями характерны, скорее всего, для более вязкой (то есть более хрупкой) среды. Похожая закономерность наблюдается и для района Байкальской рифтовой системы, где места прохождения миграций также связаны с зонами повышенной плотности разломов [10], представляющими зоны пониженной вязкости.

Статья поступила 22.09.2014 г.

Библиографический список

1. Быков В.Г. Деформационные волны Земли: концепция, 2. Викулин А.В. Миграция очагов сильнейших Камчатских и наблюдения и модели // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. Северо-Курильских землетрясений и их повторяемость // № 11. С. 1176-1190. Вулканология и сейсмология.1992. № 1. С. 46-61.

3. Кузьмин Ю.О. Дефформационные автоволны в разлом-ных зонах // Физика Земли. 2012. № 1. С. 3-19.

4. Никонов А.А. Миграция сильных землетрясений вдоль крупнейших зон разломов Средней Азии // Доклады АН СССР. 1975. Т. 225. № 2. С. 306-309.

5. Новопашина А.В. Методика выявления миграций сейсмической активности Прибайкалья средствами ГИС // Геоинформатика. 2013. № 1. С. 33-36.

6. Новопашина А.В. Моделирование сейсмического процесса для выявления миграций сейсмической активности // Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2013. № 2 (43). С. 115-119.

7. Ружич В.В., Хромовских В.С., Перязев В.А. Анализ глобальной пространственно-временной миграции очагов сильных землетрясений с геотектонических позиций // Инженерная геодинамика и геологическая среда. Новосибирск: Наука, 1989. С. 72-81.

8. Шерман С.И. Тектонофизический анализ сейсмического процесса в зонах активных разломов литосферы и проблема среднесрочного прогноза землетрясений // Геофизический журнал. 2005. Т. 27. № 1. С. 20-38.

9. Шерман С.И., Горбунова Е.А. Вариации и генезис сейсмической активности разломов центральной Азии в реальном времени // Вулканология и сейсмология. 2011. № 1. С. 63-76.

10. Armijo R., Meyer B., Hubert A., Barka A. Westwards Propagation of the North Anatolin Fault into the Northern Aegean: Timing and kinematics // Geology. 1999. V. 27. № 3. P. 267-270.

11. Chery J., Merkel S., Bouissou S. A physical basis for time clustering of large earthquakes // Bulletin of the seismological

society of America. 2001. V. 91. № 6. P. 1685-1693.

12. Hemendra K. A. Influence of Fault Bends on Ruptures // Bulletin of the Seismological Sosity of Ameryca. 1997. V. 87. №. 6. P 1681-1696.

13. Novopashina А^., San'kov VA Velocities of slow migration of seismic activity in Cis-Baikal region // Geodynamics & Tecto-nophysics. 2010. V. 1. № 2. P. 197-203.

14. Vikulin A.V., Akmanova D.R., Vikulina S.A., Dolgaya A.A. Migration of seismic and volcanic activity as display of wave geodynamic process // Geodynamics & Tectonophysics. 2012. V. 3. № 1. P. 1-18.

15. Vikulin A.V. New type of elastic rotational waves in geo-medium and vortex geodynamics // Geodynamics & Tectono-р|1у^. 2010. V. 1. № 2. P. 119-141.

16. Pollitz F., Vergnolle M., Calais E. Fault interaction and stress triggering of twentieth century earthquakes in Mongolia // Journal of Geophysical Research. 2003. V. 108, № B10. 2503.

17. Ross S.S., Barka A.A., Dieterich J.H. Progressive failure on the North Anatolian fault since 1939 by earthquake stress triggering // Geophysical Journal International. 1997. V. 128. №. 3. P. 594-604.

18. Westaway R. Present-day kinematics of the Middle East and eastern Mediterranean // Journal of Geophysical Research. 1994. V. 99. P. 12,071-12,090.

19. Earthquake Hazards Program // USGS Earthquaqe hazards program [Электронный ресурс]. URL: http://earthquake.usgs.gov

20. Institut de physique du globe de Paris [Электронный ресурс]. URL: http://www.ipgp.jussieu.fr/~lacassin/WebTecto/rech/tectorecherc he/IzmitWEB/SketchMarmara.gif (11/11/2004 6:22:15 AM).

УДК 519.85

ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ПО КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ

© Б.Н. Олзоев1, О.В. Данченко2

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассмотрены особенности геоинформационного картографирования сельскохозяйственных земель по космическим снимкам. Большое внимание уделено построению пространственных запросов на основе атрибутивного и географического критериев и анализу спектральных свойств сельскохозяйственных угодий на космических снимках. Сделан вывод о пространственной оценке распределения сельскохозяйственных земель, которая является одним из определяющих факторов при экономическом развитии территории. Ил. 5. Табл. 1. Библиогр. 14 назв.

Ключевые слова: дешифрирование космических снимков; геоинформационное картографирование; атрибутивная база данных; территориальное распределение земель.

AGRICULTURAL LAND GEOINFORMATION MAPPING BY SATELLITE IMAGES B.N. Olzoev, O.V. Danchenko

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The article gives consideration to the features of agricultural land geoinformation mapping by satellite images. It focuses on the construction of spatial queries based on attributive and geographical criteria, and the analysis of the spectral properties of agriculturally used lands on satellite images. A conclusion is made on the spatial assessment of agricultural

1Олзоев Борис Николаевич, кандидат географических наук, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел.: 89149270588, e-mail: olzoev@istu.edu

Olzoev Boris, Candidate of Geography, Associate Professor of the Department of Mine Surveying and Geodesy, tel.: 89149270588, e-mail: olzoev@istu.edu

2Данченко Оксана Владимировна, старший преподаватель кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел.: 8 9148762575, e-mail: gor@istu.edu

Danchenko Oksana, Senior Lecturer of the Department of Mine Surveying and Geodesy, tel.: 89148762575, e-mail: gor@istu.edu