О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений

При изучении динамики флюидопереноса и сейсмической активности на геодинамических полигонах странк СНГ были установлены некоторые закономерности изменения напряженно-деформированного состояния земной коры, которые составляют основу и предопределяют детерминированность процессов подготовки катастрофи...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Геофизический журнал
Datum:	2014
1. Verfasser:	Рудаков, В.П.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України 2014
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100427
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений / В.П. Рудаков // Геофизический журнал. — 2014. — Т. 36, № 4. — С. 85-94. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-100427
record_format	dspace
spelling	Рудаков, В.П. 2016-05-21T16:56:58Z 2016-05-21T16:56:58Z 2014 О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений / В.П. Рудаков // Геофизический журнал. — 2014. — Т. 36, № 4. — С. 85-94. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0203-3100 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100427 550.3 При изучении динамики флюидопереноса и сейсмической активности на геодинамических полигонах странк СНГ были установлены некоторые закономерности изменения напряженно-деформированного состояния земной коры, которые составляют основу и предопределяют детерминированность процессов подготовки катастрофических геодинамических событий (землетрясений и вулканических извержений). Эти закономерности связаны с развитием волновых геодеформационных процессов, порождаемых соответствующими вариациями скорости вращения Земли. Показано, что катастрофические землетрясения последних лет, включая землетрясение в Японии 11.03.2011 г., укладываются в рамки установленных ранее закономерностей. Ключевые слова: флюидодинамика, геодеформационные процессы, мониторинг, катастрофические землетрясения. При вивченні динаміки флюїдоперенесення і сейсмічної активності на геодинамічних полігонах країн СНД були встановлені деякі закономірності зміни напружено-деформованого стану земної кори, які складають основу і зумовлюють детермінованість процесів підготовки катастрофічних геодинамічних подій (землетрусів і вулканічних вивержень). Ці закономірності пов’язані з розвитком хвильових геодеформаційних процесів, породжуваних відповідними варіаціями швидкості обертання Землі. Показано, що катастрофічні землетруси останніх років, включаючи землетрус в Японії 11.03.2011 р., укладаються у рамки встановлених раніше закономірностей. In the studies of dynamics of fluids transfer and seismic activity in geodynamic testing areas of CIS countries some regularities of alteration of strain-deformed state of the earth’s crust were revealed, which are the basis and specify determinant character determinancy of the processes of preparation of catastrophic geodynamic events (earthquakes and volcanic eruptions). These regularities are connected with development of wave geodeformational processes produced by corresponding variations of the Earth rotation velocity. It has been shown that catastrophic earthquakes of the recent years, including the earthquake in Japan on 11.03.2011 are within the limits of regularities revealed earlier ru Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України Геофизический журнал О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений On the role of wave geodeformational processes in preparation of catastrophic earthquakes Про роль хвильових геодеформаційних процесів у підготовці катастрофічних землетрусів Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений
spellingShingle	О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений Рудаков, В.П.
title_short	О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений
title_full	О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений
title_fullStr	О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений
title_full_unstemmed	О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений
title_sort	о роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений
author	Рудаков, В.П.
author_facet	Рудаков, В.П.
publishDate	2014
language	Russian
container_title	Геофизический журнал
publisher	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
format	Article
title_alt	On the role of wave geodeformational processes in preparation of catastrophic earthquakes Про роль хвильових геодеформаційних процесів у підготовці катастрофічних землетрусів
description	При изучении динамики флюидопереноса и сейсмической активности на геодинамических полигонах странк СНГ были установлены некоторые закономерности изменения напряженно-деформированного состояния земной коры, которые составляют основу и предопределяют детерминированность процессов подготовки катастрофических геодинамических событий (землетрясений и вулканических извержений). Эти закономерности связаны с развитием волновых геодеформационных процессов, порождаемых соответствующими вариациями скорости вращения Земли. Показано, что катастрофические землетрясения последних лет, включая землетрясение в Японии 11.03.2011 г., укладываются в рамки установленных ранее закономерностей. Ключевые слова: флюидодинамика, геодеформационные процессы, мониторинг, катастрофические землетрясения. При вивченні динаміки флюїдоперенесення і сейсмічної активності на геодинамічних полігонах країн СНД були встановлені деякі закономірності зміни напружено-деформованого стану земної кори, які складають основу і зумовлюють детермінованість процесів підготовки катастрофічних геодинамічних подій (землетрусів і вулканічних вивержень). Ці закономірності пов’язані з розвитком хвильових геодеформаційних процесів, породжуваних відповідними варіаціями швидкості обертання Землі. Показано, що катастрофічні землетруси останніх років, включаючи землетрус в Японії 11.03.2011 р., укладаються у рамки встановлених раніше закономірностей. In the studies of dynamics of fluids transfer and seismic activity in geodynamic testing areas of CIS countries some regularities of alteration of strain-deformed state of the earth’s crust were revealed, which are the basis and specify determinant character determinancy of the processes of preparation of catastrophic geodynamic events (earthquakes and volcanic eruptions). These regularities are connected with development of wave geodeformational processes produced by corresponding variations of the Earth rotation velocity. It has been shown that catastrophic earthquakes of the recent years, including the earthquake in Japan on 11.03.2011 are within the limits of regularities revealed earlier
issn	0203-3100
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100427
citation_txt	О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений / В.П. Рудаков // Геофизический журнал. — 2014. — Т. 36, № 4. — С. 85-94. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT rudakovvp orolivolnovyhgeodeformacionnyhprocessovvpodgotovkekatastrofičeskihzemletrâsenii AT rudakovvp ontheroleofwavegeodeformationalprocessesinpreparationofcatastrophicearthquakes AT rudakovvp prorolʹhvilʹovihgeodeformacíinihprocesívupídgotovcíkatastrofíčnihzemletrusív
first_indexed	2025-11-25T06:19:24Z
last_indexed	2025-11-25T06:19:24Z
_version_	1850509450258939904
fulltext	О РОЛИ ВОЛНОВЫХ ГЕОДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОДГОТОВКЕ ... Геофизический журнал № 4, Т. 36, 2014 85 Введение. Исходя из принципа Ньютона— Махе, предполагающего зависимость величи- ны гравитационной постоянной на поверх- ности Земли от скорости ее движения, акад. П. Н. Кропоткин и А. Е. Люстих по картине глобального распределения землетрясений указали на связь последних с изменением мо- мента количества движения земного шара и его геосфер при изменениях скорости вращения планеты [Кропоткин, Люстих, 1974]. Проведен- ный анализ результатов более чем тридцати- летних исследований динамики флюидопере- носа в сейсмоактивных регионах показал, что действительно глобальные геодинамические явления (прежде всего, землетрясения и вулка- нические извержения) связаны с изменениями геодеформационных режимов земной коры, сопровождающими процессы самоорганиза- ции планеты при изменениях скорости ее вра- щения вокруг собственной оси [Рудаков, 2009]. При этом экспериментально были установле- ны отображающиеся в динамике флюидопере- носа закономерности изменения напряженно- деформированного состояния земной коры, формирующие амплитудно-фазовые параме- тры геодеформационной волны сезонной (го- дичной) периодичности, перемещающейся в верхних геосферах в широтном и долготном направлениях. В последующем было показано, что именно с прохождением этих волн связа- но большинство геодинамических событий не УДК 550.3 О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений © В. П. Рудаков , 2014 Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия Поступила 11 марта 2014 г. Представлено членом редколлегии В. И. Старостенко При вивченні динаміки флюїдоперенесення і сейсмічної активності на геодинамічних по- лігонах країн СНД були встановлені деякі закономірності зміни напружено-деформованого стану земної кори, які складають основу і зумовлюють детермінованість процесів підготовки катастрофічних геодинамічних подій (землетрусів і вулканічних вивержень). Ці закономір- ності пов’язані з розвитком хвильових геодеформаційних процесів, породжуваних відповід- ними варіаціями швидкості обертання Землі. Показано, що катастрофічні землетруси останніх років, включаючи землетрус в Японії 11.03.2011 р., укладаються у рамки встановлених раніше закономірностей. Ключові слова: флюїдодинаміка, геодеформаційні процеси, моніторинг, катастрофічні землетруси. только в сейсмоактивных регионах, но и на платформах [Рудаков,1993]. Геодеформационные волны в вариациях флюидодинамических и сейсмических режи- мов орогенных и платформенных регионов. В конце 1970-х годов в рамках Государственной программы прогноза землетрясений были на- чаты исследования вариаций эманационных (радоновых) полей на прогностических полиго- нах республик бывшего СССР с целью монито- ринга геодеформационных процессов и поиска возможных предвестников геодинамических событий. Для проведения исследований была создана оригинальная технология флюидоди- намического (эманационного) мониторинга ге- ологической среды, которая позволяет следить за развитием практически любых геодеформа- ционных процессов, формируемых как регио- нальными, так и локальными геодвижениями земной коры. Ее оригинальность заключается в использовании особенностей структурно- тектонического и гидрогеологического строе- ния земной коры региона и пассивный непре- рывный способ регистрации, обеспечиваю- щих надежное выделение в регистрируемом поле вариаций, соответствующих приливным деформациям земной коры внутрисуточной периодичности, т. е. деформациям с уровнем порядка 10–8. Такой подход при мониторинге геодеформационных процессов в сейсмоак- тивных регионах, где были получены много- В. П. РУДАКОВ 86 Геофизический журнал № 4, Т. 36, 2014 летние временные ряды, позволил выделить в вариациях эманационных полей составля- ющие волновой природы, соответствующие геодеформационым процессам различных ие- рархических уровней. Их периоды варьируют от вековых 60—70-летних до внутрисуточных приливных с периодами 12 ч и менее, а ампли- туды изменяются в диапазоне от деформаций земных приливов до деформаций критических с уровнем порядка 10–4, провоцирующих раз- рушение горных пород в тектонически осла- бленных участках горного массива [Касахара, 1985]. Например, исследованиями в Армении [Басенцян, Рудаков, 1989; Рудаков, 1992] было установлено, что выделение сейсмической энергии при катастрофических землетрясени- ях является завершающей фазой нарастающе- го (либо убывающего) изменения напряженно- деформированного состояния горных пород, в том числе под влиянием волновых процессов 6, 4 и 2-летней периодичности, модулирующих (изменяющих) амплитуду сезонной (годичной) геодеформационной волны вплоть до критиче- ских значений, т. е. до уровней порядка 10–4. В дальнейшем анализ данных многолетнего мониторинга геодеформационных процессов, выполненного одновременно в разных сейс- моактивных регионах бывшего СССР, пока- зал, что геодеформационная волна сезонной периодичности является одной из главных источников процесса формирования неустой- чивого состояния в тектонически нарушенных объемах геологической среды, развитие кото- рого на определенных этапах приводит к ка- тастрофическим выбросам сейсмической или вулканической энергии [Жданова, Рудаков, 1993]. Этот процесс достаточно четко отобра- жается в динамике годового цикла выделения сейсмической энергии (рис. 1) практически во всех сейсмоактивных регионах. Более того, это находит отображение в ритмах активизации различных геодинамических процессов регио- нального и локального масштаба, в том числе в условиях сейсмически стабильных платформ [Рудаков, 2004]. При этом проведенный ретроспективный анализ некоторых эмпирически полученных данных [Рудаков, 2009] показал, что сейсми- ческие режимы геосинклинальных (сейсмо- активных) областей помимо всего прочего со- подчинены колебательным движениям сопре- дельных с ними платформенных образований (рис. 2). Например, аномальное изменение в 1987 г. наклона Восточно-Европейской плат- формы, сопряженной с горным сооружением Кавказа, привело к раскачиванию горного мас- сива в геодеформационной волне сезонного цикла, что в итоге спровоцировало катастро- фическое высвобождение энергии при Спи- такском (7 декабря 1988 г.) и Рачинском (29 апреля 1991 г.) землетрясениях. И это нашло отображение в изменении режима флюидопе- реноса в одном из тектонических нарушений Левантской зоны разломов Ближнего Востока, использовавшемся на территории Армении для эманационного мониторинга. Как следует из рис. 2, отображенное в вари- ациях эманационного поля изменение режима флюидопереноса синхронизируется соответ- ствующими изменениями ротационного режи- ма Земли, что подтверждается, прежде всего, Рис. 1. Многолетние составляющие выделения сейсми- ческой энергии в различных регионах бывшего СССР: а — Карпаты, б — Кавказ, в — Средняя Азия и Казахстан, г — Камчатка. О РОЛИ ВОЛНОВЫХ ГЕОДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОДГОТОВКЕ ... Геофизический журнал № 4, Т. 36, 2014 87 наличием в спектре взаимокорреляционной функции исследуемых параметров гармони- ческих составляющих с периодами 6 месяцев, характерных для сезонного (годичного) хода вариаций скорости вращения планеты. Обусловленность различных геодеформа- ционных процессов и, в первую очередь, флю- идодинамических режимов геосинклинальных и платформенных областей изменением ро- тационного режима Земли прослеживается и для более медленных колебательных движений земной коры. На рис. 3 показаны выделенные методом энергетической фильтрации наиболее энерго- емкие низкочастотные составляющие времен- ных рядов некоторых параметров, имевшихся Рис. 2. Десятилетние временные ряды: а — скорости вращения Земли; б — концентрации подпочвенного радона на станции Джермук (Армения), стрелками отмечены моменты наиболее сильных землетрясений региона; в — наклоны земной поверхности в направлении север—юг на станции Ксендж (Польша); г — спектр взаимокорреляционной функ- ции временных рядов б и в; Д — график взаимокорреляционной функции рядов б и в. В. П. РУДАКОВ 88 Геофизический журнал № 4, Т. 36, 2014 в распоряжении автора, в которых сказанное выше просматривается в волновых процессах додекадной периодичности. Причем для иссле- дуемого периода отмечается смещение выде- ленных волн в сторону Северного полюса со скоростью перемещения годичной геодефор- мационной волны, т. е. со скоростью порядка 7 км/сут [Рудаков, 2009]. Следовательно, из анализа эмпирически полученных данных следует, что из всех воз- можных факторов, влияющих на быстропро- текающие процессы изменения напряженно- деформированного состояния пород того или иного региона, изменение скорости вращения Земли имеет определяющее значение. С одной стороны, этот процесс подпитывает процесс автоколебательного изменения напряженно- деформированного состояния земной коры в волне годичной (сезонной) периодичности, а с другой — через закон сохранения момента ко- личества движения управляет механизмами са- моорганизации планеты. Одним из результатов этой самоорганизации являются аномальные изменения наклонов консолидированных об- разований земной коры, провоцирующие раз- личные катастрофические геодинамические явления. В геосинклинальных сейсмоактивных областях это землетрясения и вулканические извержения, на платформах — наведенная сейсмичность, выбросы газа и горные удары в шахтах, аварии при буровых работах, оползни и обвалы, разрывы нефте(газо)проводов и т. д. Подтверждением данного постулата являет- ся, как показано выше, аналогия кривой выде- ления сейсмической энергии в годовом цикле соответствующей кривой изменения скорости вращения Земли, а также зависимость времени свершения того или иного геодинамического события от времени прихода на данную широ- ту фронта экстремальных значений сезонной геодеформационной волны. Центры геодеформационной пульсации литосферы как узлы интенсивного воздей- ствия геодеформационных волн на земную кору. В 12-м номере журнала «Природа» за 1989 г., полностью посвященном анализу при- чин и урокам Спитакской трагедии 7 декабря 1988 г., акад. В. Н. Страхов в статье «К новой парадигме сейсмологии», пожалуй, впервые за многие годы становления сейсмологической науки высказался о необходимости разработки концептуально новых подходов к анализу про- цессов формирования области геологического пространства, в которой возможна реализация сейсмического удара. Спустя 20 с лишним лет череда катастро- фических событий, произошедших в Юго- Восточной Азии, и, прежде всего, землетря- сения вблизи о-ва Суматра 26 декабря 2004 г. и 28 марта 2005 г., на Гаити 12 января 2010 г. и, наконец, в Японии 11 марта 2011 г. в оче- редной раз показали, что проблема экспери- ментального определения области и времени свершения сейсмической катастрофы далека от своего решения. Созданная трудами классиков сейсмологии и геологии доминирующая в настоящее время парадигма об оценке сейсмической опасности следует направлению, для которого характерно эмпирическое обобщение, логика ретроспек- тивного анализа и аналогия. В рамках этого на- правления разработаны практически все суще- Рис. 3. Низкочастотные составляющие вариаций додекадной (до 10 лет) периодичности временных рядов: а — скорости вращения Земли; б — сейсмической активности на Кавказе; в — сейсмической активности на Северном Урале; г — уровня подземных вод на территории Москвы; Д — наклонов земной поверхности в направлении север—юг на Русской платформе (Польша). О РОЛИ ВОЛНОВЫХ ГЕОДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОДГОТОВКЕ ... Геофизический журнал № 4, Т. 36, 2014 89 ствующие общие и частные модели подготовки сейсмического события [Электромагнитные…, 1982], эффективность использования которых не удовлетворяет практическим требованиям. Как нам представляется, более перспектив- ными в этом отношении являются попытки реанимировать ротационную модель [Тяпкин, 1980], в которой процессы перераспределения напряженно-деформированного состояния земной коры, в том числе в местах подготовки сейсмических событий, классифицируются как реакция момента количества движения от- дельных блоков или совокупности фрагментов земного шара на изменения скорости враще- ния планеты. Поэтому возможность слежения за перемещением фронтов сезонной геодефор- мационной волны, приводящей к миграции флюидных масс земной коры в широтном и долготном направлениях, создает реальные предпосылки для детерминированного подхода к оценке геодинамической ситуации в каждом конкретном регионе. Это определяется, в пер- вую очередь, тем, что, изменяясь под воздей- ствием модулирующего влияния более длин- нопериодных геодеформационных процессов, амплитуда широтной компоненты этой волны, имеющая в среднем значения (0,3—0,5)×10–6 [Нерсесов и др., 1985], может приближаться к критическим уровням [Касахара, 1985], на один два порядка превышающим указанное. После этого в тектонически нарушенных участках пород горного массива обычно следует сброс накопленной энергии в форме сейсмического удара или криппового процесса, а в районах вулканической активности — эксплозивного извержения вулканов. Кроме того, зарожда- ясь в приэкваториальных широтах, волна пе- ремещается в сторону полюсов, как отмечено выше, со скоростью 7 км/сут, что обеспечива- ет предсказуемость движения ее фронтов и, тем самым, моменты свершения ожидаемых геодинамических событий как в геосинкли- нальных регионах, так и на платформах. Более того, результаты многолетних исследований, выполненных на различных геодинамических полигонах республик бывшего СССР, показа- ли, что за счет сезонной геодеформационной волны поддерживается незатухающий автоко- лебательный режим изменения напряженно- деформированного состояния земной коры. Этот процесс подпитывает современную ак- тивность диагональных и ортогональных си- стем тектонических нарушений кристалли- ческого фундамента, по которым происходит канализированный перенос флюидов (в том числе, газов глубинного происхождения) в вертикальном и горизонтальном направлени- ях. За счет этой волны поддерживается также интенсивность флюидопереноса в вертикально восходящих каналах, формирующихся в толще осадочных отложений линеаментных и кольце- вых структур, в которых происходит диссипа- ция энергии упругопластических деформаций, возбуждаемых в земной коре различными вол- новыми и апериодическими процессами. Все сказанное выше относится и к мериди- ональной компоненте сезонной геодеформа- ционной волны, амплитудно-фазовые параме- тры которой близки к параметрам широтной волны, но скорость перемещения в западном направлении в 4 раза выше [Рудаков, 2009]. Последнее обстоятельство побудило автора составить схему глобального распределения областей пересечения (встречи) экстремумов широтной и долготной геодеформационных волн сезонного цикла, в которых ритмическое геодеформационное воздействие на земную кору должно, по крайней мере, в 2 раза пре- восходить деформации окружающих областей литосферы. При построении схемы использовались эм- пирически полученные зависимости положения экстремальных значений широтной и долготной геодеформационных волн сезонного цикла от времени года с привязкой графиков к коор- динатам в двух пунктах, для которых были по- лучены многолетние составляющие сезонного цикла по 10-летним временным рядам. В резуль- тате этих построений была получена картина (схема) глобального распределения областей «интерференции» (совмещения) экс тремумов широтной и меридиональной составляющих геодеформационной волны сезонной перио- дичности (рис. 4), отображающая положение узлов ежегодного экстремального геодеформа- ционного «вибровоздействия» на земную кору. По сути была получена схема глобального рас- пределения локальных центров ритмической геодеформационной пульсации земной коры, определяемой периодами внутригодичного из- менения скорости вращения планеты и уров- нем деформирования пород горного массива в этих точках под воздействием экстремумов сезонных геодеформационных волн порядка 10–6. Причем изображенные на схеме области суперпозиции волн соответствуют наиболее энергоемкой части взаимодействующих фрон- тов, не превышающей трети длины волн в ши- ротном и долготном направлениях. При рассмотрении схемы обращает на себя В. П. РУДАКОВ 90 Геофизический журнал № 4, Т. 36, 2014 внимание, прежде всего, то обстоятельство, что выделенные узлы совпадают с центрами современной геодинамической активности Земли, повторяя в общей конфигурации кон- туры основных меридиональных стволов риф- товой системы планеты [Сывороткин, 2002] и накладываясь в то же время на области сфор- мировавшихся нефтегазоносных провинций. Но наиболее поразительным представляется факт фатального симбиоза процессов актив- ной тектонической деструкции земной коры (например, на границах тектонических плит) с формированием в этих местах углеводород- ных скоплений, провоцирующих наиболее ка- тастрофические сейсмические события. Ярким примером тому являются Газлийские земле- трясения 1984 г., Нефтегорское землетрясе- ние 1995 г. и классическим примером являют- ся землетрясения на о-ве Суматра 26 декабря 2004 г. и 28 марта 2005 г., достигшие по уровню выделения сейсмической энергии практически девятибалльной отметки по шкале магнитуд. Не являются исключением и катастрофические землетрясения на Гаити 12.01.2010 и в Японии 11.03.2011, которые также произошли в преде- лах территорий, подверженных воздействию соответствующих центров пульсации. Земле- трясения на Суматре реализовались в зоне ак- тивного развития субдукционных процессов, сформировавших морфологию горного масси- ва острова и его окрестностей [Нефнегазонос- ность…, 1978], став своеобразным маркером процесса зарождения высокоамплитудной гео- деформационной волны сезонной периодич- ности. Перемещение ее в широтном направ- лении стало провоцировать сильные сейсмиче- ские события в выделенных на схеме центрах геодеформационной пульсации земной коры (прежде всего, в индокитайском и японском регионах, на Кавказе и т. д.), «согласуясь» со временем прихода в них экстремумов сезон- ной геодеформационной волны (см. рис. 4, на котором временные шкалы приведены для положительных значений амплитуд сезонных волн). Кроме того, землетрясения, произо- шедшие в пределах «Суматринского центра» геодеформационной пульсации, наиболее убедительно подтвердили справедливость вы- Рис. 4. Схема глобального размещения центров (1) геодеформационной пульсации земной коры: 2 — основные стволы рифтовой системы планеты; 3 — временные шкалы миграции фронтов сезонной геодеформационной волны в широтном и меридиональном направлениях; 4 — основные зоны разломов меридиональной системы территории бывшего СССР (по данным работы [Сывороткин, 2002]); 5 — местоположение катастрофических землетрясений на о-вах Суматра, Гаити и в Японии. О РОЛИ ВОЛНОВЫХ ГЕОДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОДГОТОВКЕ ... Геофизический журнал № 4, Т. 36, 2014 91 двигавшихся автором положений о том, что в местах скоплений углеводородов (нефти [Нефтегазоносность…,1978]1) момент сейс- мического толчка провоцируется детонацией в пластах пород углеводородной смеси при развитии дислокационных процессов в горном массиве. Видимо этот факт и объясняет некото- рое несоответствие моментов землетрясений приведенным на рисунке временным шкалам, поскольку процесс изменения напряженно- деформированного состояния горных пород под воздействием фронтов широтной и мери- диональной геодеформационных волн (сжа- тие и растяжение) был нарушен детонацией нефте(газо)насыщенных пластов, подвергаю- щейся дислокациям области горного массива. В то же время практически полное соответствие временным шкалам параметров многолетних составляющих выделения сейсмической энер- гии в годичном цикле для различных центров геодеформационной пульсации и, прежде всего, для «Кавказского» [Рудаков, 2009], сви- детельствует о высокой устойчивости ритмов пульсации литосферы в выделенных нами об- ластях земного шара. При этом, как следует из рисунка, симметрично расположенные в зем- ной коре «центры» пульсируют практически синхронно, что может объяснить известный в сейсмологии факт «спаренного» высвобожде- ния сейсмической энергии одновременно на противоположных сторонах земного шара. Анализ полученной схемы с позиции вы- явления закономерностей пространственно- временного размещения на карте мира центров геодеформационной пульсации указывает на соподчиненность его (размещения) квазичеты- рехлетней периодичности изменения скорости вращения Земли, управляемой, в свою очередь, аналогичными циклическими вариациями сол- нечной активности [Рудаков, 2009]. Видимым следствием такого соответствия являются ква- зичетырехлетние циклы процессов дегазации земной коры, определяющие соответствующую периодичность катастрофических явлений на Земле, некоторые из которых связывают, в том числе, с явлением Эль-Ниньо, имеющим ана- логичную повторяемость [Сывороткин, 2002]. Анализ же схемы в предпосылках выявле- ния закономерностей размещения провинций углеводородных скоплений свидетельствует не только о приуроченности их (скоплений) к зонам развития рифтогенеза, но и об участии 1 В центральной части о-ва Суматра разрабатыва- ется гигантское месторождение нефти [Нефтега- зоносность…, 1978]. в процессах формирования углеводородных скоплений центров геодеформационной пуль- сации земной коры. Это участие определяет- ся, прежде всего, формированием избыточных давлений во флюидонасыщенных пластах, способствующих направленному переносу (перекачиванию) в них углеводородных со- ставляющих по системам, в первую очередь, разломов широтного простирания в северном направлении для Северного полушария и в южном направлении для Южного полушария. Это, видимо, также справедливо и для раз- ломов меридионального простирания, однако в этой системе линеаментов миграция флюидов осуществляется исключительно в западном на- правлении — в соответствии с направлением перемещения фронтов широтной геодефор- мационной волны. Все это, как представляет- ся, дает основу для стратегии планирования и организации поисково-разведочных работ, основанной на трассировании известных и предполагаемых зон развития рифтовых си- стем (совмещаемых в пространстве с положе- нием центров геодеформационных пульсаций земной коры) и поиска в пределах зон их гео- динамического влияния геологических струк- тур, обеспечивающих долговременную со- хранность углеводородных скоплений. Кроме того, возможность ретроспективного анализа и определения скоростных режимов плане- ты, существовавших в различные эпохи ее геологической истории, позволяет воссоздать систему рифтообразующих палеоструктур и приуроченных к ним нефтегазоносных ско- плений. Например, для современной конфигу- рации рифтогенных зон и положения центров геодеформационной пульсации земной коры на территории России весьма перспективны- ми представляются районы предгорного про- гиба Верхоянского горного массива и шельфа Восточно-Сибирского моря. При этом перспек- тивность данных территорий, видимо, сопоста- вима с масштабами Западно-Сибирской не- фтегазоносной провинции и шельфа Карско- го моря. Столь же интересны с точки зрения возможных скоплений углеводородов регионы вблизи Гаити и Японии. Обсуждение результатов исследований. Использование простого и эффективного спо- соба мониторинга флюидо-динамических про- цессов при исследовании волновых геодефор- мационных процессов в геосинклинальных и платформенных регионах с целью установле- ния их причастности к процессам подготовки катастрофических геодинамических явлений В. П. РУДАКОВ 92 Геофизический журнал № 4, Т. 36, 2014 (прежде всего, землетрясений и вулканиче- ских извержений) позволило выявить ряд ра- нее неизвестных закономерностей развития глобальных волновых процессов. Эти законо- мерности являются основой процессов ква- зигармонического формирования состояния неустойчивости в тектонически разуплотнен- ных объемах геологической среды вплоть до критических уровней, превышение которых сопровождается выбросом сейсмической (или вулканической) энергии. На основании уста- новленных закономерностей развития вол- новых геодеформационных процессов была получена картина (схема) глобального рас- пределения точек геодеформационных пуль- саций земной коры, формируемых процессами ритмического изменения скорости вращения Земли. Согласно схеме размещение центров пульсации относительно общей конфигура- ции основных морфоструктурных элементов земной коры свидетельствует об их (центров) связи со структурно-тектоническими элемен- тами литосферы, с формированием ритмов де- газации земной коры и образованием скопле- ний полезных ископаемых углеводородного происхождения. Другим словами, изменения ротационного режима земного шара находят соответствующее отображение в геодефор- мационных процессах земной коры, форми- рующих морфологический облик планеты и скопления полезных ископаемых, являю- щихся своеобразными геоинформационны- ми маркерами геологических эпох, в которых эти изменения происходили. Из результатов анализа также следует, что в основе природы катастрофических геодинамических событий лежит взаимосвязь областей формирования источников (каналов) глубинной дегазации земной коры с зонами проявления современ- ной геодинамической активности независимо от того, находится она в геосинклинальном или платформенном регионе. Поэтому, исходя из модели геодеформационной пульсации обла- сти формирования вероятного сейсмического события, можно существенно приблизиться к решению задачи его предсказания на основе инструментального слежения за изменением флюидодинамических режимов структурно- тектонических образований того или иного изучаемого региона. Заключение. Анализ закономерностей из- менения напряженно-деформированного со- стояния земной коры, связанных с динамикой изменения ротационного режима планеты в предпосылках выявления закономерностей пространственно-временного распределения геодинамических событий, свидетельствует о том, что практически в 80 % случаев катастро- фические события связаны с отклонениями в ритмах волновых геодеформационных процес- сов, порождаемых вариациями скорости враще- ния Земли вокруг собственной оси. Наиболее представительно эта связь прослеживается в обусловленности динамики свершения собы- тий (в геосинклинальных сейсмоактивных ре- гионах это — землетрясения и вулканические извержения; на платформах — наведенная сейсмичность, выбросы газа и горные удары в шахтах, аварии при буровых работах, оползни и обвалы, разрывы нефте(газо)проводов и т. п.) от прохождения в регионе фронтов сезонной геодеформационной волны. Амплитуда этой волны, изменяясь под воздействием более длин- нопериодных геодеформационных волн, может приближаться к критическим уровням дефор- мирования пород горного массива, превышение которых сопровождается вспарыванием (раз- рушением) пород в тектонически ослабленных участках земной коры и катастрофическим вы- бросом сейсмической энергии. Прежде всего, это происходит в центрах пульсации, форми- руемых интерференцией составляющих этой волны. Катастрофические землетрясения по- следних лет являются тому подтверждением. Басенцян М. М., Рудаков В. П. Радоновый предвест- ник Спитакского землетрясения 7 декабря 1988 года. Изв. АН Арм. ССР. Науки о Земле. 1989. Т. XLII. № 3. С. 64—67. Жданова Е. Ю., Рудаков В. П. О роли геодвижений волновой структуры в подготовке вулканических извержений (на примере Северной группы вул- канов Камчатки). Докл. АН. 1993. Т. 329. № 1. С. 24—26. Список литературы Касахара К. Механика землетрясений. Москва: Мир, 1985. 263 с. Кропоткин П. Н., Люстих А. Е. Сезонная перио- дичность землетрясений и принцип Ньютона— Махе. Докл. АН СССР. 1974. Т. 217. № 5. С. 1061— 1064. Нерсесов И. Л., Рулев Б. Г., Боканенко Л. И., Галага- нов О. Н., Передерин В. П. Сезонные вариации О РОЛИ ВОЛНОВЫХ ГЕОДЕФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОДГОТОВКЕ ... Геофизический журнал № 4, Т. 36, 2014 93 Basencjan M. M., Rudakov V. P., 1989. Radon harbinger of Spitak earthquake December 7, 1988. Izvestija AN Arm. SSR. Nauki o Zemle XLII(3), 64—67 (in Rus- sian). Zhdanova E. Ju., Rudakov V. P., 1993. On the role of geodvizheny wave structure in the preparation of volcanic eruptions (for example, the Northern Group of volcanoes of Kamchatka). Doklady AN 329(1), 24—26 (in Russian). Kasahara K., 1985. Mechanics of earthquakes. Moscow: Mir, 263 p. (in Russian). Kropotkin P. N., Ljustih A. E., 1974. Seasonal periodicity of earthquakes and the principle of Newton—Mahe. Doklady AN SSSR 217(5), 1061—1064 (in Russian). Nersesov I. L., Rulev B. G., Bokanenko L. I., Galaga- nov O. N., Perederin V. P., 1985. Seasonal variation of some seismological and deformation parameters References On the role of wave geodeformational processes in preparation of catastrophic earthquakes © V. P. Rudakov, 2014 In the studies of dynamics of fluids transfer and seismic activity in geodynamic testing areas of CIS countries some regularities of alteration of strain-deformed state of the earth’s crust were revealed, which are the basis and specify determinant character determinancy of the processes of preparation of catastrophic geodynamic events (earthquakes and volcanic eruptions). These regularities are connected with development of wave geodeformational processes produced by corresponding variations of the Earth rotation velocity. It has been shown that catastrophic earth- quakes of the recent years, including the earthquake in Japan on 11.03.2011 are within the limits of regularities revealed earlier. Key words: fluido-dynamics, geodeformational processes, monitoring, catastrophic earthquakes. ряда сейсмологических и деформационных па- раметров на Гармском полигоне. Докл. АН СССР. 1985. Т. 282. № 5. С. 1086—1089. Нефтегазоносность и глобальная тектоника (Под ред. С. П. Максимова). Москва: Недра, 1978. 237 с. Рудаков В. П. Геодеформационные волны в вариа- циях флюидодинамических и сейсмических ре- жимов геосинклинальных и платформенных об- ластей. В кн.: Исследования в области геофизики: К 75-летию Объединенного института физики Земли им. О. Ю. Шмидта. Москва: Изд. ОИФЗ РАН, 2004. С. 119—122. Рудаков В. П. О роли геодвижений волновой струк- туры в активизации геодинамических процессов в асейсмичных регионах (на примере геодинами- ческих явлений Русской платформы). Докл. АН. 1993. Т. 332. № 4. С. 509—511. Рудаков В. П. О роли геодвижений волновой струк- туры в подготовке сильных землетрясений (на примере Кавказа). Докл. АН. 1992. Т. 322. № 5. С. 875—878. Рудаков В. П. Эманационный мониторинг геосред и процессов. Москва: Научный мир, 2009. 176 с. Сывороткин В. Л. Глубинная дегазация Земли и глобальные катастрофы. Москва: ООО «Геоин- формцентр», 2002. 255 с. Тяпкин К. Ф. Новая ротационная гипотеза струк- турообразования и геоизостазия. Геофиз. журн. 1980. Т. 2. № 5. С. 40—46. Электромагнитные предвестники землетрясений (Отв. ред. М. А. Садовский). Москва: Наука, 1982. 88 с. on the Garm polygon. Doklady AN SSSR 282(5), 1086—1089 (in Russian). Petroleum potential and global tectonics (Ed. S. P. Maksimov). Moscow: Nedra, 237 p. (in Russian). Rudakov V. P., 2004. Geodeformation wave variations in fluid dynamic and seismic modes geosynclinal and platform areas. In: Studies in Geophysics: On the 75th anniversary of the Joint Institute of Physics of the Earth named O. Yu. Schmidt. Moscow: JIPE RAS Publ., P. 119—122 (in Russian). Rudakov V. P., 1993. On the role of geodvizheny wave structure in the revitalization of geodynamic pro- cesses in aseismic regions (for example, the geody- namic phenomena Russian platform). Doklady AN 332(4), 509—511 (in Russian). Rudakov V. P., 1992. On the role of geodvizheny wave structure in the preparation of strong earthquakes В. П. РУДАКОВ 94 Геофизический журнал № 4, Т. 36, 2014 (for example, the Caucasus). Doklady AN 322(5), 875—878 (in Russian). Rudakov V. P., 2009. Emanation monitoring geomedia and processes. Moscow: Nauchnyj mir, 176 p. (in Russian). Syvorotkin V. L., 2002. Deep degassing of the Earth and global catastrophes. Moscow: OOO «Geoinform- tsentr», 255 p. (in Russian). Tjapkin K. F., 1980. New rotary hypothesis of struc- ture and geoizostaziya. Geofizicheskij zhurnal 2(5), 40—46 (in Russian). Electromagnetic precursors of earthquakes, 1982. (Ed. M. A. Sadovsky). Moscow: Nauka, 88 p. (in Russian).

О роли волновых геодеформационных процессов в подготовке катастрофических землетрясений

Institution

Ähnliche Einträge