Способ прогнозирования землетрясений в активных зонах субдукции


 


Владельцы патента RU 2478993:

Учреждение Российской академии наук Институт океанологии им.П.П.Ширшова РАН (RU)

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для долгосрочного и среднесрочного прогноза сильнейших землетрясений. Сущность: анализируют сейсмический режим и особенности тектонического строения активных зон субдукции. Выделяют в пределах фронтального клина зоны субдукции блок земной коры (L~100 км), ограниченный ортогональными к зоне субдукции разломами. Устанавливают факт продолжительного (Т>80 лет) отсутствия сильнейших землетрясений (М≥7,7) внутри выделенного блока и наличия сейсмической активности на его границах. Делают вывод о том, что землетрясение должно произойти в ближайшие 1-5 лет. Технический результат: повышение достоверности прогноза. 1 ил.

 

Настоящее предлагаемое изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано для долгосрочного и среднесрочного прогноза сильнейших землетрясений в современных зонах субдукции.

Известен способ прогнозирования землетрясений, заключающийся в регистрации инфракрасного излучения с исследуемой площади летательным аппаратом с одновременным наблюдением электроразрядных процессов над исследуемой территорией [1]. Данный способ чрезвычайно затратен и не дает необходимой точности и надежности прогноза.

Известен способ прогноза землетрясений, заключающийся в регистрации микросейсмической активности в районе наблюдения и проведении пространственно-временного анализа с картированием аномальных зон [2]. Известный способ также имеет низкую надежность прогноза.

Целью настоящего изобретения является увеличение надежности долгосрочного и среднесрочного прогноза и более точная локализация предполагаемого очага землетрясения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в регистрации сейсмической активности в районе наблюдения и проведении пространственно-временного анализа с картированием аномальных зон, место и время предполагаемого землетрясения определяют по фактам наличия в зоне субдукции в пределах фронтального клина блока земной коры (L~100 км), ограниченного ортогональными к зоне субдукции разломами, продолжительного (Т>80 лет) отсутствия сильнейших (М≥7,7) землетрясений внутри этого блока и наличия сейсмической активности на его границах.

Возможность реализации

Основой данного способа является клавишная модель возникновения сильнейших землетрясений в современных зонах субдукции (фиг.1).

Согласно этой модели фронтальные части островных дуг и активных континентальных окраин разбиты поперечными разломами на отдельные блоки-клавиши, характерный размер которых составляет ~100 км. С внешней стороны блоки ограничены глубоководным желобом, а с внутренней - системой продольных разломов, отделяющих их от более массивных частей островной дуги/активной континентальной окраины. Блоки расположены на пологом участке поверхности пододвигаемой плиты (фиг.1).

Движение пододвигающейся плиты создает стабильный энергетический источник для системы блоков, который обеспечивает в ней квазистационарный сейсмический режим. Он заключается в последовательном чередовании фаз медленного нагружения блоков и их быстрой разгрузки, сопровождаемой сильнейшими землетрясениями. Нагружение сейсмогенных блоков, характеризуемое в основном их горизонтальным сжатием вкрест простирания дуги, осуществляется благодаря сильном сцеплению подошвы блоков с поверхностью движущейся плиты. Кроме того, блоки взаимодействуют по своим тыловым граням с основным массивом дуги, который блокирует их смещение в сторону континента. Наконец, они взаимодействуют друг с другом благодаря трению по их боковым граням. Катастрофическое землетрясение происходит, когда в сейсмогенном блоке в результате сжатия накапливается предельная величина упругой энергии, а в контактной зоне между подошвой блока и поверхностью пододвигаемой плиты возникают предельные касательные напряжения. В момент землетрясения (стадия I на фиг.1) разрушается структура контактной зоны, касательные напряжения здесь падают и происходит сейсмическая подвижка, при которой блок смещается в сторону океана, в то время как соседние блоки остаются на месте. На афтершоковой стадии сейсмического процесса сместившийся блок продолжает выдвигаться в океан по разупроченной контактной поверхности за счет запасенной в нем упругой энергии (стадия II на фиг.1). В конце афтершоковой стадии он останавливается (стадия III на фиг.1), а в контактной зоне происходит консолидация и упрочение материала. Сцепление между плитой и фронтальным блоком при этом возрастает, и последний начинает «пассивно» перемещаться на пододвигаемой плите к островной дуге, сжимаясь и постепенно накапливая упругую энергию (стадия IV на фиг.1). Очаг землетрясения соответствует этому фронтальному блоку.

Модель дает возможность конкретизировать последовательные стадии накопления и разрядки напряжений в структурном элементе системы, связывая их с определенными фазами взаимодействия плит и островодужного блока в течение одного сейсмического цикла. Кроме того, она позволяет объяснить известную статистическую закономерность распределения в пространстве и времени очагов сильнейших землетрясений, получившую название концепции сейсмических брешей. Сопоставляя очаги землетрясений и сейсмические бреши с находящимися на разных стадиях деформирования клавишами-блоками островодужного выступа, можно прийти к ясной физической интерпретации сейсмического процесса и более уверенно прогнозировать сильнейшие землетрясения в активных зонах субдукции.

Способ прогнозирования на основе описанной клавишной модели включает следующие шаги. По существующим тектоническим картам и схемам проводят анализ тектонического строения зоны субдукции. В пределах фронтального клина выделяют блоки земной коры, ограниченные ортогональными к зоне субдукции разломами. На основе анализа сейсмичности в рассматриваемом районе за весь период сейсмических наблюдений выявляют блоки, в которых на протяжении десятков лет (Т>80 лет) не происходило сильнейших (М≥7,7) землетрясений. Местоположение и линейные размеры этих блоков отождествляют с местами и размерами очаговых зон (ОЗ) вероятных сильнейших землетрясений в будущем. Затем среди них выявляют блоки, на боковых границах которых в течение последнего времени (менее года) произошли сильные (5,5<М<7,0) землетрясения. Эти землетрясения интерпретируются как подготовка предстоящего смещения фронтального блока в сторону океана (стадия I). Местоположение такого блока отождествляют с местом и размерами 03 вероятного сильнейшего землетрясения в ближайшем будущем. Для того чтобы оценить прогнозное время предстоящего сильнейшего землетрясения, проводят оперативный анализ сейсмической активности на границах и внутри самого блока путем регистрации землетрясений в экспедиционных условиях или по сводкам мировых сейсмических баз данных. Факт наличия землетрясений с магнитудой 3,5<М<5,5 на поперечных границах блока при одновременном повышении микросейсмической активности внутри самого блока интерпретируется как признак того, что предстоящее землетрясение должно произойти в течение ближайших 1-5 лет.

Источники информации

1. Патент России №2298818.

2. Патент России №2370790.

Способ прогнозирования землетрясений в активных зонах субдукции, заключающийся в анализе сейсмического режима и особенностей тектонического строения активных зон субдукции, отличающийся тем, что место и время предполагаемого землетрясения определяют по фактам наличия в зоне субдукции в пределах фронтального клина блока земной коры (L~100 км), ограниченного ортогональными к зоне субдукции разломами, продолжительного (Т>80 лет) отсутствия сильнейших землетрясений (М≥7,7) внутри этого блока и наличия сейсмической активности на его границах.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для защиты промышленных и бытовых объектов от землетрясения. .

Изобретение относится к области геохимической разведки и может быть использовано при поиске нефтяных и газовых месторождений. .

Изобретение относится к геоэкологии и может быть использовано для выявления и оценки загрязнения, разработки рекомендаций для снижения опасных концентраций тяжелых металлов и токсичных элементов в труднодоступных местах окружающей среды.

Изобретение относится к геоэкологии и может быть использовано для выявления источников загрязнения, разработки рекомендаций для снижения опасных концентраций тяжелых металлов и токсичных элементов в окружающей среде по широкому комплексу компонентов.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при мониторинге катастрофических явлений, например землетрясений. .

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации подземных и наземных сооружений и может быть использовано для изучения строения и современной геодинамики земной коры и осуществления прогноза степени активизации деформационных процессов, что очень важно при оценке геодинамической опасности объектов, используемых при поиске, разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых, например нефтегазовых.

Изобретение относится к космической отрасли, а именно к средствам и способам оперативного мониторинга состояния атмосферы, подстилающей поверхности Земли и мирового океана с использованием космических аппаратов (КА), и может использоваться, например, для краткосрочного прогнозирования гидрометеорологических процессов с целью принятия необходимых комплексных мер по повышению безопасности хозяйственной и научной деятельностей, сопряженных с применением наземных, морских, авиационных и космических средств.

Изобретение относится к области сейсмического мониторинга и может быть использовано для прогнозирования катастрофических сейсмических явлений. .

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования землетрясений. .

Изобретение относится к способам определения физических характеристик лессового грунта и может быть использовано при измерении площади островов неоднородности грунта, плотности материала частиц грунта, размера и толщины слоев на разной глубине, анализе и оценке структуры грунта в геологии, климатологии, минералогии и строительстве.

Изобретение относится к области нефтяной геологии и может быть использовано для поиска газовых залежей

Изобретение относится к области геохимии и может быть использовано для поисков нефти и газа
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для прогнозирования землетрясений

Изобретение относится к газогеохимическим способам разведки полезных ископаемых и может быть использовано для выявления перспективных нефтегазоносных объектов и зон улучшенной трещинной проницаемости геологического разреза в пределах акватории

Изобретение относится к области геофизики, а также к области физики космических лучей и может быть использовано при контроле объемно-напряженного состояния среды (ОНС) в сейсмоопасной области и прогнозе сильных землетрясений

Изобретение относится к способам наблюдения за тектоническими процессами в земной коре и может быть использовано для снижения их опасности

Изобретение относится к методам поисков и разведки месторождений алмазов и может быть использовано при проведении поиска площадей алмазоносных туффизитов

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для прогнозирования землетрясений

Изобретение относится к области тектонофизики и может быть использовано при проведении прогнозных и поисковых работ на коренные источники алмазов

Изобретение относится к области изучения геофизических свойств морского дна. Сущность: устройство содержит опускаемый на дно контейнер (1) с исследовательской аппаратурой, снабженный средствами гидроакустической связи (2), радиосвязи (3) и навигации. Контейнер (1) с исследовательской аппаратурой соединен с вершиной конусообразной газонепроницаемой гибкой (пленочной) оболочки (5), нижняя кромка которой закреплена на балластном металлическом кольце (6), имеющем балластный груз асимметрии (7). Вершина конуса гибкой оболочки (5) соединена с контейнером (1) посредством размыкателя оболочки (4). Размыкатель оболочки (4) имеет герметизируемое отверстие для доступа газа из верхней части конусной оболочки (5) во внутрь контейнера (1) при работе устройства на дне, препятствующее проникновению воды внутрь контейнера (1) при его всплытии. Технический результат: повышение точности результатов исследований. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх