Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением

У статті наведено зв’язок поверхневого (корового) землетрусу, який відбувся 6 квітня 2009 р. у м. Аквіла в Італії, та глибинних мантійних процесів під цим регіоном, що проаналізовані на основі тривимірної ⵼-швидкісної моделі мантії до глибини 2500 км. Землетрус приурочений до області, що характеризу...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2011
Hauptverfasser:	Старостенко, В.И., Кендзера, А.В., Бугаенко, И.В., Цветкова, Т.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України 2011
Schriftenreihe:	Геофизический журнал
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96983
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:	Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением / В.И. Старостенко, А.В. Кендзера, И.В. Бугаенко, Т.А. Цветкова // Геофизический журнал. — 2011. — Т. 33, № 4. — С. 62-73. — Бібліогр.: 38 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96983
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-969832025-02-09T15:14:19Z Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением Землетрус в Аквілі та особливості тривимірної Р-швидкісної будови мантії під Адріатичною плитою та її оточенням Aquila earthquake and special features of three-dimensional P-velocity structure of the mantle under the Adriatic plate and its environment Старостенко, В.И. Кендзера, А.В. Бугаенко, И.В. Цветкова, Т.А. У статті наведено зв’язок поверхневого (корового) землетрусу, який відбувся 6 квітня 2009 р. у м. Аквіла в Італії, та глибинних мантійних процесів під цим регіоном, що проаналізовані на основі тривимірної ⵼-швидкісної моделі мантії до глибини 2500 км. Землетрус приурочений до області, що характеризується в мантії наявністю субвертикальної зони поділу, в якій чергуються (по латералі) ділянки з високими і низькими швидкостями. Confinement of the surface (crustal) earthquake happened on April 25 2009 in the area of the city Aquila in Italy to deep mantle processes under this area has been shown, which have been analyzed on the basis of three-dimensional P-velocity model of the mantle up to the depth of 2,500 km. This earthquake is confined to the area, which is characterized by certain sub-vertical dividing zone in the mantle where alternation (along the lateral) of the areas with high and low velocities takes place throughout all the depths. Показана приуроченность поверхностного (корового) землетрясения, произошедшего 6 апреля 2009 г. в районе г. Аквила в Италии, к глубинным мантийным процессам под данным регионом, проанализированным на основании трехмерной Р-скоростной модели мантии до глубины 2500 км. Данное землетрясение приурочено к области, характеризующейся в мантии определенной субвертикальной зоной раздела, в которой происходит чередование (по латерали) областей с высокими и низкими скоростями на всем протяжении глубин. 2011 Article Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением / В.И. Старостенко, А.В. Кендзера, И.В. Бугаенко, Т.А. Цветкова // Геофизический журнал. — 2011. — Т. 33, № 4. — С. 62-73. — Бібліогр.: 38 назв. — рос. 0203-3100 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96983 550.334 ru Геофизический журнал application/pdf Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	У статті наведено зв’язок поверхневого (корового) землетрусу, який відбувся 6 квітня 2009 р. у м. Аквіла в Італії, та глибинних мантійних процесів під цим регіоном, що проаналізовані на основі тривимірної ⵼-швидкісної моделі мантії до глибини 2500 км. Землетрус приурочений до області, що характеризується в мантії наявністю субвертикальної зони поділу, в якій чергуються (по латералі) ділянки з високими і низькими швидкостями.
format	Article
author	Старостенко, В.И. Кендзера, А.В. Бугаенко, И.В. Цветкова, Т.А.
spellingShingle	Старостенко, В.И. Кендзера, А.В. Бугаенко, И.В. Цветкова, Т.А. Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением Геофизический журнал
author_facet	Старостенко, В.И. Кендзера, А.В. Бугаенко, И.В. Цветкова, Т.А.
author_sort	Старостенко, В.И.
title	Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением
title_short	Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением
title_full	Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением
title_fullStr	Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением
title_full_unstemmed	Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением
title_sort	землетрясение в аквиле и особенности трехмерного р-скоростного строения мантии под адриатической плитой и ее окружением
publisher	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
publishDate	2011
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96983
citation_txt	Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением / В.И. Старостенко, А.В. Кендзера, И.В. Бугаенко, Т.А. Цветкова // Геофизический журнал. — 2011. — Т. 33, № 4. — С. 62-73. — Бібліогр.: 38 назв. — рос.
series	Геофизический журнал
work_keys_str_mv	AT starostenkovi zemletrâsenievakvileiosobennostitrehmernogorskorostnogostroeniâmantiipodadriatičeskojplitojieeokruženiem AT kendzeraav zemletrâsenievakvileiosobennostitrehmernogorskorostnogostroeniâmantiipodadriatičeskojplitojieeokruženiem AT bugaenkoiv zemletrâsenievakvileiosobennostitrehmernogorskorostnogostroeniâmantiipodadriatičeskojplitojieeokruženiem AT cvetkovata zemletrâsenievakvileiosobennostitrehmernogorskorostnogostroeniâmantiipodadriatičeskojplitojieeokruženiem AT starostenkovi zemletrusvakvílítaosoblivostítrivimírnoíršvidkísnoíbudovimantíípídadríatičnoûplitoûtaííotočennâm AT kendzeraav zemletrusvakvílítaosoblivostítrivimírnoíršvidkísnoíbudovimantíípídadríatičnoûplitoûtaííotočennâm AT bugaenkoiv zemletrusvakvílítaosoblivostítrivimírnoíršvidkísnoíbudovimantíípídadríatičnoûplitoûtaííotočennâm AT cvetkovata zemletrusvakvílítaosoblivostítrivimírnoíršvidkísnoíbudovimantíípídadríatičnoûplitoûtaííotočennâm AT starostenkovi aquilaearthquakeandspecialfeaturesofthreedimensionalpvelocitystructureofthemantleundertheadriaticplateanditsenvironment AT kendzeraav aquilaearthquakeandspecialfeaturesofthreedimensionalpvelocitystructureofthemantleundertheadriaticplateanditsenvironment AT bugaenkoiv aquilaearthquakeandspecialfeaturesofthreedimensionalpvelocitystructureofthemantleundertheadriaticplateanditsenvironment AT cvetkovata aquilaearthquakeandspecialfeaturesofthreedimensionalpvelocitystructureofthemantleundertheadriaticplateanditsenvironment
first_indexed	2025-11-27T08:26:35Z
last_indexed	2025-11-27T08:26:35Z
_version_	1849931333414944768
fulltext	В. И. СТАРОСТЕНКО, А. В. КЕНДЗЕРА, И. В. БУГАЕНКО, Т. А. ЦВЕТКОВА 62 Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 Введение. Основным свойством геофизи- ческой среды является ее неоднородность. Системы связей, определяющиеся конкретны- ми наборами параметров, таких как плотность, электропроводность, упругие параметры, по- ристость, проницаемости для флюидов, пред- ставляют реальную физическую структуру среды. Отсюда понятна необходимость рас- смотрения задач о делимости геофизической среды как по отдельным физическим параме- трам, так и по их совокупностям. Такие пред- ставления развиваются особенно ярко в геофи- зических и геологических задачах, связанных с геодинамикой и геоэнергетикой. Для геологи- ческой среды понятие блоковости было четко определено в работах Л. И. Красного [Красный, 1967, с. 117; 1998, с. 17]: «Геоблоками следует называть крупные региональные структуры, размером (800—1400 км)×(1500—2200 км), т. е. общей площадью около 1—5 млн кв. км, обладающие характерными чертами литоге- неза, магматизма и метаморфизма и отсюда — определенными формационными рядами и соответственно типовым набором минераге- нических областей». Переход от континуаль- ной (сплошной) геофизической среды к дис- кретной (блоковой) привел к понятию откры- той неравновесной блоково-иерархической УДК550.334 Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного -скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением © В. И. Старостенко, А. В. Кендзера, И. В. Бугаенко, Т. А. Цветкова, 2011 Институт геофизики НАН Украины, Киев, Украина Поступила 21 апреля 2011 г. Представлено членом редколлегии О. М. Русаковым У статті наведено зв’язок поверхневого (корового) землетрусу, який відбувся 6 квітня 2009 р. у м. Аквіла в Італії, та глибинних мантійних процесів під цим регіоном, що проаналі- зовані на основі тривимірної -швидкісної моделі мантії до глибини 2500 км. Землетрус при- урочений до області, що характеризується в мантії наявністю субвертикальної зони поділу, в якій чергуються (по латералі) ділянки з високими і низькими швидкостями. Confinement of the surface (crustal) earthquake happened on April 25 2009 in the area of the city Aquila in Italy to deep mantle processes under this area has been shown, which have been analyzed on the basis of three-dimensional P-velocity model of the mantle up to the depth of 2,500 km. This earthquake is confined to the area, which is characterized by certain sub-vertical dividing zone in the mantle where alternation (along the lateral) of the areas with high and low velocities takes place throughout all the depths. системы [Садовский, 1979; 1999], непосред- ственно связанной с проблемами прогноза землетрясений. Существовавшие наработки в этой области [Добровольский, 1991] можно оценить как фундамент, на основе которого были сформулированы основные положения предложенной теории. «Принципиальная возможность предсказания основывается на том факте, что землетрясение не является внезапным событием, а готовится более или менее продолжительное время и этот процесс раскрывает себя в различных физических явлениях — предвестниках землетрясений» — таким образом [Добровольский, 1991, с. 7] была сформулирована задача прогноза зем- летрясения как обратная задача подготовки землетрясения. Обзор современного состоя- ния проблемы хорошо представлен в таких работах как [Гольдин, 2004; Стаховский, 2007; Гуфельд, 2008 и т. д.]. К настоящему времени количество рассматриваемых педшественни- ков велико. Однако задача так и не решена, по-видимому, прежде всего, из-за отсутствия единой физико-математической модели, свя- зывающей в одно целое пространство пред- вестников и возникновение процессов в среде и очаге, что является крайне сложной задачей нелинейной геофизики. Далее необходимо от- ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ В АКВИЛЕ И ОСОБЕННОСТИ ТРЕХМЕРНОГО -СКОРОСТНОГО ... Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 63 метить, что все описанные результаты получе- ны для коровых процессов (вещество в твердой фазе). И. П. Добровольским [Добровольский, 1991] был поставлен вопрос о том, что является более существенным в процессе подготовки землетрясения: качественные и количествен- ные характеристики земной коры либо решаю- щим становится характер мантийных переме- щений, которые являются причиной коровых перемещений. Подход к открытой неравновесной, блоково-иерархической системе предполага- ет существование и выделение как коровой, так и корово-мантийной и мантийной дели- мости по совокупности физических параме- тров. Для скоростной модели коры по -волнам такая работа была проделана Ю. К. Щукиным [Юдахин и др., 2003]. Решение такой задачи для скоростной модели мантии требует выделения скоростных особенностей, которые могут быть основой для определения делимости мантии. Задачи, связанные с характеристиками ман- тии, получили значительный стимул в своем развитии, исходя из разработанных в послед- ние 20 лет методов решения задач сейсмиче- ской томографии. Прежде всего появились по- пытки связать поведение границы Мохоровича как с возможной блоковой структурой коры [Teng et al., 2003], так и определиться в связях с сейсмогенными зонами [Трипольский и др., 2009]. Тем не менее остается вопрос о том, как глубоко в мантии проявляются скоростные ха- рактеристики (и какие), связанные с коровыми землетрясениями. Изучению скоростных структур ман- тии Средиземноморья посвящено множе- ство работ [Spakman et al., 1993; De Jonge et al.,1994; Wortel, Spakman, 2000; Marone et al., 2004; Piromallo, Morelli, 2003; Faccenna, 2003; Hafkenscheid et al., 2006; Schmid et al., 2008; Koulakov et al., 2009 и др.], основной акцент в которых сделан на исследовании задуговых бассейнов и связанных с ними зон субдукции. Данная статья посвящена изучению ско- ростного строения мантии под Адриатической микроплитой и ее окружением (рис. 1) в све- те произошедшего 6 апреля 2009 г. в районе г. Аквила (Италия) разрушительного земле- трясения, механизм которого представлен в работе [Pondrelli, 2010]. Землетрясения в Центральной Италии вызывают большой ин- терес у специалистов. В 2009 г. вышел специ- альный выпуск журнала «Tectonophysics», по- священный землетрясению 1997 г. в области Умбра-Маркской зоны, где дан подробный геолого-геофизический обзор материалов по Центральной Италии [Tectonophysics …, 2009]. Следует отметить, что все итальян- ские землетрясения с М>5, в том числе и Аквильское 2009 г., являются коровыми (за исключением землетрясений в Тирренском море) [Earthquake …, 2009]. В настоящей ста- тье на основании анализа полученной трех- мерной -скоростной модели мантии под Средиземноморьем делается попытка увязать проекцию на глубину очага Аквильского зем- летрясения 2009 г. не только с коровыми струк- турами, но и со скоростным строением мантии под гипоцентром данного землетрясения, оце- нить до какой глубины в мантии сохраняются признаки коровых землетрясений (проекции очагов коровых землетрясений), связанных с Адриатической плитой и ее окружением. Данные. Скоростное строение мантии данного региона представлено в рамках трех- мерной P-скоростной модели мантии Евразии [Гейко и др., 2007б], полученной методом Тейлорова приближения решения задачи Рис. 1. Тектоническая схема Западного Средиземноморья (по [Хаин, 1984; 2001; Богданов и др., 1994] упрощенно) с вынесенными землетрясениями с М≥5, глубиной до 50 км за период 1973—2009 гг. [Earthquake …, 2009]: А-Тр — про- гиб Аштард-Триполитани, Адр — Адриатическая микро- плита, Ап — Аппенины, Дин — Динариды, Ка — Калабрия, Кер — свод Керкена, Ки — поднятие Киринаики, М — под- нятие Медины, Пан — прогиб Пантеллерия, По — впадина По, Р — поднятие Рагуза, Ро — Родопский массив, С-М — Сербо-Македонский массив, Сид — впадина Сидра, Сиц — о-в Сицилия, Т — прогиб Таранто, Тир — Тирренское море, Тр — зона Триполица Элленид, Тун — Тунисская микроплита, Х — грабен Хона, Хам — впадина Хамада, Э-п — Эгейская микроплита, Эл — Эллениды, Ц-И — Центрально-Ионическая впадина. В. И. СТАРОСТЕНКО, А. В. КЕНДЗЕРА, И. В. БУГАЕНКО, Т. А. ЦВЕТКОВА 64 Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 сейсмической томографии, предложенного В. С. Гейко [Гейко, 1997; Geyko, 2004]. По от- ношению к методам классической линеариза- ции, преимуществом использованного метода является независимость от выбора одномерной референтной скоростной модели. При графи- ческом представлении результатов в качестве референтной модели рассматривается обоб- щенная средняя скорость, полученная вслед- ствие решения задачи сейсмической томогра- фии для мантии под Евразией [Geyko, 2004]. Решение представлено на равномерной сетке 0,5 ×0,5 25 км, что и определяет разрешаю- щую способность модели [Geyko, 2004]. В качестве исходных используются дан- ные о временах прихода первых вступлений -волн на станции мировой сейсмологической сети за период с 1964 по 2004 г., опубликован- ные в бюллетенях International Seismological Centre (ISC). Были выбраны землетрясения, удовлетворяющие следующим требовани- ям: 1) магнитуда ≥4,5; 2) глубина гипоцентра ≤50 км; 3) количество станций, зарегистри- ровавших землетрясение, не менее 300. Описание использованных системы наблюде- ний и методики представлено в работе [Гейко и др., 2007а]. Результаты. На рис. 2 представлены гори- зонтальные сечения трехмерной -скоростной модели верхней мантии исследуемого региона до глубины 175 км. На глубине 50 км иссле- дуемая область является низкоскоростной, за исключением крайних северо-восточной (северо-западный шельф Черного моря, Добруджа, Карпаты) и южной (северная часть Африканской плиты и прилегающая часть Средиземного моря) частей. При общем низкоскоростном фоне на данной глубине под Адриатической микроплитой выделяют- ся две более высокоскоростные подобласти, разделенные низкоскоростной областью (15—16 в. д.), а также более высокоскорост- ная область под впадиной По (до 7,9 км/с). На общем низкоскоростном фоне указанные бо- лее высокоскоростные подобласти окружены следующими низкоскоростными подобластя- ми: под Апулией (скорость до 7,725 км/с), под Элленидами (до 7,7 км/с), под южной частью Динарид (до 7,725 км/с), под северной частью Адриатической микроплиты (до 7,65 км/с), под областью, включающей центральную часть Аппенин и северо-восточную часть Тирренского моря (до 7,725 км/с) и между дву- мя более высокоскоростными подобластями Адриатической микроплиты (до 7,75 км/с). Южная, более высокоскоростная, подо- бласть (до 7,925 км/с) под Адриатической мик- роплитой с юго-запада ограничена мантийной областью под Апулией («каблуком» и «шпо- рой» Аппенинского полуострова с прилегаю- щей с северо-востока частью Адриатического моря), с северо-востока — мантийной областью под Динаридами и северной частью Элленид. Северная, более высокоскоростная подобласть под Адриатической микроплитой, характери- зуется скоростью до 7,85 км/с. Примечателен факт приуроченности землетрясения 6 апре- ля 2009 г. в районе г. Аквила с магнитудами Mw=6,3, mb=5,9, MS= 6,2 [Earthquake …, 2009] к границе (между изолиниями 7,8 и 7,825 км/с) между северной более высокоскоростной по- добластью под Адриатической микроплитой и более низкоскоростной на общем низко- скоростном фоне областью под центральной частью Аппенин и северо-восточной частью Тирренского моря. С глубиной более высокоскоростные на об- щем низкоскоростном фоне подобласти ман- тии под Адриатической микроплитой транс- формируются и их конфигурация условно может быть выделена по изолинии 7,95 км/с на глубине 75 км, по 8,025 км/с — на 100 км, по 8,125 км/с — на 150 км, по 8,075 км/с — на 125 км (см. рис. 2). Южная, более высокоскоростная на общем низкоскоростном фоне на глубине 50 км, по- добласть мантии под Адриатической микро- плитой на глубине 75 км распространяется в юго-восточном направлении южную часть Апулии, под восточную часть Центрально- Ионической впадины, южную часть Динарид и под Эллениды (до границы с зоной Триполица Элленид на юге и до Сербо-Македонского мас- сива на востоке). В юго-восточной части по- добласти на указанной глубине выделяется высокоскоростная аномалия с максимальным значением скорости 7,85 км/с, которая на- блюдается как высокоскоростная область до глубины 150 км (с небольшими изменениями конфигурации и со смещением в восточном на- правлении к северной границе зоны Триполица Элленид). В свою очередь, с юга наблюдается погружение высокоскоростной Африканской плиты под Эгейскую микроплиту в северо- северо-западном направлении, которое про- слеживается до глубины 350 км до Северо- Эгейского прогиба [Гейко и др., 2007а]. Мантия под зоной Триполица Элленид на глубине 100— 150 км служит своеобразным низкоскорост- ным перешейком между низкоскоростными ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ В АКВИЛЕ И ОСОБЕННОСТИ ТРЕХМЕРНОГО -СКОРОСТНОГО ... Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 65 Рис. 3. Контурные линии глубины границы Мохо (контурный интервал 2,5 км) и коровых областей (из [Cassinis et al., 2003]): 1—5 — типы коры (1 — Европейская плита; 2 — Aфрo-Aдриатическая плита; 3 — Стирийский и Паннонский бас- сейны; 4 — Лигурийская, Тоскан-Передтирренская переходная кора (то же самое для прогиба Пантеллерия (Сицилийский канал)); 5 — океаническая-субокеаническая кора); 6 — верхненадвиговый фронт границы Мохо; 7 — линии разрыва в верхней мантии; 8 — контурные линии глубины Мохо, км; 9 — контурные линии глубины Мохо (субдуктирующей). на данных глубинах структурами мантии под Западным и Восточным Средиземноморьем. Распространение в юго-восточном (со сторо- ны южной части мантии под Адриатической микроплитой) и северо-западном (мантия под Африканской плитой) направлениях к мантии В. И. СТАРОСТЕНКО, А. В. КЕНДЗЕРА, И. В. БУГАЕНКО, Т. А. ЦВЕТКОВА 66 Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 под зоной Триполица Элленид подтверждается и направлением главных деформаций верхней мантии Эгейского региона, в данном случае сжатия под зоной Триполица Элленид [Гарагаш и др., 2001; Шевченко и др., 2001]. Данной ман- тийной области в коре соответствует субширот- ная область (особенно в северной части зоны Триполица Элленид в районе Коринфского за- лива), которая характеризуется скоплением по- верхностных землетрясений с М≥5 (см. рис. 1). На глубине 75 км северная, более высоко- скоростная на общем низкоскоростном фоне, часть мантии под Адриатической микропли- той распространяется в северном (под Альпы) и западном (под впадину По) направлениях. При этом, как и в случае мантии под южной частью Адриатической микроплиты, в ука- занной подобласти наблюдается высокоско- ростная область мантии под впадиной По и северной частью мантии под Адриатической микроплитой (под Альпами), которая просле- живается до глубины 100 км. На глубине 75 км сохраняются (с некоторым смещением в запад- ном направлении) низкоскоростной перешеек между более высокоскоростными подобластя- ми мантии под Адриатической микроплитой и низкоскоростная область мантии под цен- тральной частью Аппенин и северо-восточной частью Тирренского моря. Начиная с глубины 100 км, эти особенности скоростного строения мантии не наблюдаются. Из вышеперечисленного следует, что по скоростным характеристикам мантия под Адриатической микроплитой состоит из двух частей: 1) северной (мантия под Северными Аппенинами и прилегающей частью Альп); 2) южной (мантия под Динаридами и Эллени- дами). При этом по горизонтальным сечениям (см. рис. 2) наблюдается определенный наклон в северо-западном направлении мантии под северной частью Адриатической микроплиты и в юго-восточном — под южной. На рис. 3 показана глубина залегания гра- ницы Мохо для территории Италии и ее окру- женияю. Видно, что граница Мохо северной части Адриатической микроплиты, как и ман- тия, имеет северо-западный наклон (от 25 км в Адриатическом море до 45 км в Северных Аппенинах и на севере Адриатической ми- кроплиты). Авторами [Cassinis et al., 2003; Cassinis, Solarino, 2006] показано, что с увели- чением глубины граница Мохо, относящаяся к Адриатической микроплите, распространя- ется под Аппенины. На рис. 3 показан скачок, отделяющия границу Мохо, относящуюся к Адриатической микроплите, от границы Мохо, относящейся к Tоскано-Перитирренской пере- ходной коре. Вдоль этой границы на Аппенинах наблюдается большинство поверхностных зем- летрясений с М>5 (см. рис. 1). Землетрясение 6 апреля 2009 г. в районе г. Аквила приуроче- но к границе между двумя аномалиями глубин Мохо: в области Tоскано-Перитирренской переходной коры с глубиной до 25 км и в об- ласти центральной части Адриатической ми- кроплиты с глубиной до 37,5 км. Следует от- метить, что аномалия глубины Мохо в области Tоскано-Перитирренской переходной коры соответствует (с небольшим сдвигом) низко- скоростной аномалии, выделенной раннее на глубине 50—75 км в мантии под централь- ной частью Аппенин и северо-восточной ча- стью Тирренского моря (см. рис. 2). При этом пределы распространения границы Мохо для северной части Адриатической микроплиты практически совпадают с границами распро- странения выделенной в верхней мантии более высокоскоростной подобласти, относящейся к северной части Адриатической микроплиты. За период с 1973 по 2009 г. в исследуемом регионе произошло девять коровых земле- трясений с М≥6, из которых шесть выделены на территории Италии, а три — в восточном окружении Адриатической плиты (таблица) [Earthquake …, 2009]. Проанализируем, на- сколько данные землетрясения увязываются с глубинным скоростным строением мантии. На рис. 4 представлены долготные, а на рис. 5 — широтные вертикальные сечения трехмерной -скоростной модели мантии, соответствую- щие глубинам 50—2500 км, расположенные под проекциями гипоцентров данных землетрясе- ний в окрестности ±0,25° от гипоцентра зем- летрясения (вертикальная линия). Основные скоростные характеристики мантии иссле- дуемого региона следующие: низкоскорост- ная верхняя мантия до глубины 250—450 км, высокоскоростная переходная зона верхней мантии до 700—1400 км, квазиоднородная, низкоскоростная средняя мантия до 1750 км, высокоскоростная зона раздела-II до 2000— 2300 км и низкоскоростная нижняя мантия. При этом в выделенных выше неоднородных скоростных слоях присутствуют аномалии скорости, инверсные относительно фоновой. Следует отметить, что в данной области между переходной зоной верхней мантии и средней мантией, в отличие от мантии, например, под Восточно-Европейской платформой [Цветкова и др., 2010], не выделяется зона раздела-I. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ В АКВИЛЕ И ОСОБЕННОСТИ ТРЕХМЕРНОГО -СКОРОСТНОГО ... Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 67 Рис. 2. Горизонтальные сечения трехмерной -скоростной модели верхней мантии до глубины 175 км. Изолиния рефе- рентной скорости для указанной глубины представлена желтым цветом. В. И. СТАРОСТЕНКО, А. В. КЕНДЗЕРА, И. В. БУГАЕНКО, Т. А. ЦВЕТКОВА 68 Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 Рис. 4. Долготные верти- кальные сечения трех- мерной -скоростной мо- дели мантии исследуемой территории до глубины 2500 км с проекцией на глубину землетрясений с М>6 (см. таблицу). Рис. 5. Широтные вертикальные сечения трехмерной -скоростной модели мантии исследуемой территории до глубины 2500 км с проекцией на глубину землетрясений с М>6 (см. таблицу). По данным сечениям видно, что Аквильское землетрясение 2009 г. приурочено к скорост- ным неоднородностям в мантии, образующим условную зону раздела на всем протяжении глубин мантии. Проекции гипоцентра зем- летрясения соответствует цепочка низко- скоростных аномалий как в верхней мантии и переходной зоне верхней мантии, так и в ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ В АКВИЛЕ И ОСОБЕННОСТИ ТРЕХМЕРНОГО -СКОРОСТНОГО ... Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 69 Рис. 6. Глубина подошвы: а — низкоскоростного слоя верхней мантии, б — высокоскоростного слоя переходной зоны верхней мантии. Вынесены поверхностные землетрясения с М≥5, глубиной до 50 км за период 1973—2009 гг. [Earthquake …, 2009]. Рис. 7. Рельеф подошвы: а — низкоскоростного слоя верхней мантии, б — высокоскоростного слоя переходной зоны верхней мантии. средней и нижней мантии, при этом наблюда- ется резкий скачек кровли и подошвы пере- ходной зоны верхней мантии, а также контакт высокоскоростных и низкоскоростных обла- стей на глубинах 200—400 и 500—600 км (см. рис. 4). Исходя из вышесказанного выделен- ную субвертикальную скоростную границу в мантии будем считать условной зоной раз- дела. Остальные восемь землетрясений с М≥6 также приурочены (в пределах разрешающей способности модели) к определенным выше зонам раздела в мантии. Следует отметить, что в работах [Starostenko et al., 2008; Старостенко и др., 2011] также была показана приурочен- ность высокомагнитудных (М≥7), притом цу- намогенных, землетрясений Зондской дуги к вертикальным границам в мантии до глубины 2600 км. Интересным фактом является и то, что на долготных сечениях (см. рис. 4) под восемью из девяти данных землетрясений в высоко- скоростной переходной зоне верхней мантии в окрестности скоростной зоны раздела рас- положены низкоскоростные аномалии. На основании вертикальных сечений были построены схемы залегания подошвы низко- скоростного слоя верхней мантии и высокоско- ростного слоя переходной зоны верхней ман- тии исследуемого региона (рис. 6), а также их трехмерное изображение, развернутое на 96° для лучшей визуализации области, над которой произошло Аквильское землетрясение (рис. 7). Проекция в мантии гипоцентра Аквилького землетрясения на рис. 6, 7 обозначена красной звездочкой. На рис. 6, а показана подошва зале- гания низкоскоростного слоя верхней мантии. Видно как распространение высокоскорост- ного слоя Африканской плиты под Эгейскую микроплиту, так и делимость Адриатической микроплиты на две части. Выделенные выше по горизонтальным сечениям две части ман- тии под Адриатической микроплитой находят свое отражение и в подошве низкоскоростного слоя верхней мантии. Фоновая глубина подо- В. И. СТАРОСТЕНКО, А. В. КЕНДЗЕРА, И. В. БУГАЕНКО, Т. А. ЦВЕТКОВА 70 Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 Рис. 9. Сейсмотектонические параметры Центрального Средиземноморья из [D’Agostino et al., 2008]. Фокальные ме- ханизмы (d≤50 км) регионального центроидного тензорного (RCMT) момента по [Pondrelli et al., 2006], показываются вместе с сейсмичностью за период 1973—2006 гг. (М=3,5, глубина 50 км (желтые точки)) из NEIC (http://neic.usgs.gov). Зеленые стрелки представляют скорости, мм/год, относительно Евразии. Вкладка показывает упрощенную карту плито- вой границы Нубийской плиты и Адриатического выступа. Ad — Адриатическое море, Ap — Апулия, AЕ — Апулийский эскарп, GP — выступ Гаргано, Io — Ионическое море, ME — Мальтийский ескарп, PV— впадина По, Sc — Сицилийский канал, Ty — Тирренское море. Рис. 8. Сейсмотектонический обзор микроплит Адриатического выступа, по [D’Agostino et al., 2008]. Адриатический выступ делится на две микроплиты: Ad и Ap+Io+Hy. Черные линии с треугольниками показывают активные зоны субдукции/коллизии, серые — неактив- ные. Ad — Адриатическая микроплита, Ap — Апулийский выступ, Hy — плато Хиблеан, Io — Ионическое море, Nu– Нубийская плита,Eu — Евразийская плита. швы низкоскоростного слоя для данного регио- на — 275—325 км. Глубина залегания подошвы низкоскоростного слоя верхней мантии под северной частью Адриатической микроплиты определяется до 450 км, под южной — до 400 км. Это может быть связано с указанным распро- странением на глубину в северо-западном на- правлении северной части, и в юго-восточном — восточной части мантии под Адриатической микроплитой. Более глубокое залегание подо- швы низкоскоростного слоя верхней мантии наблюдается под Тунисской микроплитой и Мизийской плитой. Обращает внимание присутствие в подо- шве низкоскоростного слоя области, кото- рая характеризуется глубиной 300 км и делит Адриатическую плиту на две части, и которая распространяется в мантии под центральную часть Аппенин. Конфигурация этой области ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ В АКВИЛЕ И ОСОБЕННОСТИ ТРЕХМЕРНОГО -СКОРОСТНОГО ... Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 71 созвучна выделенной в горизонтальных сече- ниях на глубине 50—75 км (см. рис. 2) обла- сти, делящей по скоростным характеристикам Адриатическую плиту на две части. Над ней также происходят поверхностные землетрясе- ния (см. рис. 1), что также является подтверж- дением раздела Адриатической микроплиты на две части. Подобное деление Адриатической микро- плиты на две части сделано в работе [D’Agostino et al., 2008] на основании данных GPS (рис. 8, 9), однако в ней авторы северную часть Адриа- тической микроплиты выделяют как Адрию, а южную — как Апулию, обьединяя ее при этом с Ионическим морем и плато Хиблеан (см. рис. 8). При этом данные землетрясения от ука- занной выше области распространяются в за- падном направлении под Аппенины (достигая области Аквильского землетрясения 2009 г.). Подошва низкоскоростного слоя в области под Аквильским землетрясением характеризуется резким скачком: от 250 км под центральной частью Аппенин до 450 км под северной частью Адриатической микроплиты (см. рис. 6, а, 7, а). Проекция Аквильского землетрясения на глубину подошвы низкоскоростного слоя верхней мантии показывает, что оно простран- ственно расположено над резкой границей по- дошвы низкоскоростного слоя верхней мантии между более глубинной (до 450 км) северной частью Адриатической микроплиты и менее глубинной (до 250 км) областью под централь- ной частью Аппенин и северо-восточной ча- стью Тирренского моря (см. рис. 6, а, 7, а). На горизонтальных сечениях 50—75 км показано, что проекция Аквильского землетрясения на данных глубинах соответствует скоростной границе между этими областями. На рис. 6, б показана подошва высоко- скоростного слоя переходной зоны верхней мантии исследуемой территории, находяща- яся пределах от 700 км под западной частью Тирренского моря до 1450 км под Центрально- Ионической впадиной. Наблюдается делимость мантии под Адриатической микроплитой на две части. Сохраняется область раздела между двумя частями мантии под Адриатической ми- кроплитой. Появляется инверсность по отно- шению к подошве залегания низкоскоростного слоя верхней мантии: если подошва залегания низкоскоростного слоя верхней мантии под двумя частями Адриатической микроплиты на- ходилась на большей глубине по сравнению с общим фоном, то здесь подошва характеризу- ется глубиной до 850 км. При этом наблюдается пространственное смещение на северо-восток (относительно подошвы низкоскоростной верхней мантии) подошвы высокоскоростно- го слоя переходной зоны верхней мантии под северной и южной частями Адриатической ми- кроплиты. По подошве переходной зоны выде- ленная в верхней мантии область, включавшая северную часть Адриатической микроплиты, может быть поделена на юго-западную (глу- бина до 1050 км) и северо-восточную (глубина до 850 км) части. Проекция гипоцентра Аквильского зем- летрясения (см. рис. 6, б, 7, б) располагается на скачке глубины подошвы высокоскорост- ного слоя переходной зоны верхней мантии: от 950 км (область под центральной частью Аппенин) до 1050 км (юго-западная подобласть северной части Адриатической микроплиты). Пространственное расположение Аквильского землетрясения соответствует раз- ноуровневой по глубине области пересечения: границе Мохо северо-западного прости- рания (скачек глубин между Адриатической континентальной и Тоскано-Перитирренской переходной корой); Землетрясения исследуемой территории за период с 1973 по 2009 г. (М≥6, глубина до 50 км) [Earthquake …, 2009] Год Месяц День Широта Долгота Глубина, км Магнитуда 1979 04 15 42,10 19,21 10 6,9 1979 05 24 42,26 18,75 8 6,3 1980 11 23 40,91 15,37 10 6,5 1984 04 29 43,26 12,56 11 6,1 1984 05 07 41,76 13,90 10 6,0 1996 09 05 42,80 17,94 10 6,0 1997 09 26 43,08 12,81 10 6,4 2002 09 06 38,38 13,70 5 6,0 2009 04 06 42,33 13,33 8 6,3 В. И. СТАРОСТЕНКО, А. В. КЕНДЗЕРА, И. В. БУГАЕНКО, Т. А. ЦВЕТКОВА 72 Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 области мантии северо-восточного на- прав ления, разделяющая мантию под Адриа - ти ческой микроплитой на две части по ско- ростным характеристикам верхней мантии и переходной зоны верхней мантии. Проекция гипоцентра землетрясения, прои- зошедшего 6 апреля 2009 г. в г. Аквила, приуро- чена к мантийной области, характеризующей- ся такими глубинными характеристиками: экстремумами: рельефа границы Мохо, подошвы низкоскоростного слоя верхней ман- тии, подошвы высокоскоростного слоя пере- ходной зоны верхней мантии; выделенной условной вертикальной зо- ной раздела, прослеживающейся до глубины 2500 км; областью, разделяющей северную и юж- ную части мантии под Адриатической мик- Список литературы Богданов Н. А., Короновский Н. В., Ломизе М. Г., Чехович В. Д., Юцис В. В. Тектоническая карта Средиземного моря. — Москва: Федеральная служба геодезии и картографии России, 1994. Гарагаш И. А., Ковачев С. А., Кузин И. П. Особенности напряженного состояния литосферы Эллинской дуги в районе Крита по данным микроземлетря- сений // Физика Земли — 2001. — № 9. — С. 27— 40. Гейко В. С. Тейлорово приближение волнового урав- нения и уравнения эйконала в обратных сейсми- ческих задачах // Геофиз. журн. — 1997. — 19, № 3. — С. 48—68. Гейко В. С., Бугаенко И. В., Шумлянская Л. А, Заец Л. Н., Цветкова Т. А. 3-D P-скоростное строение верх- ней мантии Восточного Средиземноморья // Геофиз. журн. — 2007а. — 29, № 4. — С. 13—30. Гейко В. С., Цветкова Т. А., Шумлянская Л. А., Бугаенко И. В., Заец Л. Н. Сейсмотомография Евразии // Фундаментальные проблемы геотек- тоники: Тез. докл. — Москва: ГЕОС, 2007б. — С. 163—167. Гольдин С. В. Дилатансия, переупаковка и земле- трясения // Физика Земли. — 2004. — № 10. — С. 37—54. Гуфельд И. Л. Сейсмический процесс. Физико- химические аспекты. — Москва: ЦНИИМаш, 2008. — 160 с. Добровольский И. П. Теория подготовки тектониче- ского землетрясения. — Москва: 1991. — 219 с. Красный Л. И. Геоблоки // Геотектоника. — 1967. — № 5. — С. 103—127. Красный Л. И., Блюман Б. А. Геоблоковая дели- мость и неоднородности литосферы Земли // Отечественная геология. — 1998. — № 1. — С. 17—25. Садовский М. А. Автомодельность геодинамических процессов // Избранные труды. Геофизика и фи- зика взрыва. — Москва: Наука, 1999. — С. 171— 177. Садовский М. А. Естественная кусковатость горной породы // Докл. АН СССР. — 1979. — 247, № 4. — С. 829—831. Старостенко В. И., Кендзера А. В., Бугаенко И. В., Заец Л. Н., Цветкова Т. А. Цунамогенное зем- летрясение у побережья Северной Суматры (26 декабря 2004 г.) // Геофиз. журн. — 2011. — 33, № 2. — С. 3—15. Стаховский И. Р. Самоподобная сейсмогенерирую- щая структура земной коры: обзор проблемы и математическая модель // Физика Земли. — 2007. — № 12. — С. 35—47. Трипольский А. А., Кендзера А. В., Фаруфуляк Л. В., Мычак С. В. Анализ тектонических и геолого- геофизических условий в пределах платфор- менной части территории Украины с целью раз- мещения сейсмологических станций // Геофиз. журн. — 2009. — 31, № 5. — С. 115—128. Хаин В. Е. Региональная геотектоника. Альпийский Средиземноморский пояс. — Москва: Недра, 1984. — 344 с. роплитой (которая распространяется и под Аппенинами), выделяемой как по поверхност- ным землетрясениям, так и по скоростным ха- рактеристикам мантии. Следует отметить, что выявленные свой- ства, связывающие коровый очаг землетря- сения с -скоростной моделью мантии под указанной областью, характерны для мантии не только под Центральной Италией, но и под всем Средиземноморским регионом. Эти свой- ства, в целом, не являются прогнозными для землетрясений. В тоже время они еще раз под- тверждают то, что подготовка землетрясения, само землетрясение и процессы, происходя- щие после землетрясения, связаны с глубин- ными мантийными процессами. Это приводит к необходимости выявления и учета не только коровых, но и мантийных предвестников. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ В АКВИЛЕ И ОСОБЕННОСТИ ТРЕХМЕРНОГО -СКОРОСТНОГО ... Геофизический журнал № 4, Т. 33, 2011 73 Хаин В. Е. Тектоника континентов и океанов (год 2000). — Москва: Науч. мир, 2001. — 606 с. Цветкова Т. А., Шумлянская Л. А., Бугаенко И. В., Заец Л. Н. Сейсмотомография Восточно- Европейской платформы: трехмерная -ско- ростная модель мантии под Феннокандией. Ч. II // Геофиз. журн. — 2010. — 32, № 1. — С. 60—77. Шевченко В. И., Добровольский И. П., Лукк А. А. Напряженно-деформированное состояние лито- сферы Эгейского сектора Средиземноморского подвижного сектора // Физика Земли. — 2001. — № 12. — С. 52—63. Юдахин Ф. Н., Щукин Ю. К., Макаров В. И. Глубинное строение и современные геодинамические про- цессы в литосфере Восточно-Европейской плат- формы. — Екатеринбург: УрО РАН, 2003. — 299 с. Cassinis R., Scarascia S., Lozej A. The deep crustal struc- ture of Italy and surrounding area from seismic re- fraction data. A new synthesis // Bоll. Soc. Geol. It. — 2003. — 122. — P. 365—376. Cassinis R., Solarino S. Seismicity and crustal structure in the Italian region: a new review using a synthe- sis of DSS results and updated catalogues of earth- quakes // Boll. Geofis. Teor. Appl. — 2006. — 47, № 3. — P. 481—496. D’Agostino N., Avallone A., Cheloni D., D’Anastasio E., Mantenuto S., Selvaggi G. Active tectonics of the Adriatic region from GPS and earthquake slip vec- tors // J. Geophys. Res. — 2008. — 113, B12413. — DOI: 10.1029/2008JB005860. De Jonge M., Wortel M., Spakman W. Regional scale tectonic evolution and the seismic velocity struc- ture of the lithosphere and upper mantle: the Mediterranean region // J. Geophys. Res. — 1994. — 99, № B6. — P. 12,091—12,108. Earthquake Hazards Program: Rectangular Area Earthguake Search // USGS/NEIC. — 2009. — http:// neic.usgs.gov/neis/epic/epic_rect.html. Faccenna C., Jolivet L., Piromallo C., Morelli A. Subduction and the depth of convection in the Mediterranean mantle // J. Geophys Res. — 2003. — 108(B2), 2099. — P. 1—13. — DOI: 10.1029/2001JB001690. Geyko V. S. A general theory of the seismic travel-time tomography // Геофиз. журн. — 2004. — 26, № 2. — С. 3—32. Hafkenscheid E., Wortel M., Spakman W. Subduction history of the Terhyan region derived from seis- mic tomography and tectonic reconstruction // J. Geophys. Res. — 2006. — 111, B08401. — P. 1—26. — DOI: 10.1029/2005JB003791. Koulakov I., Kaban M. K., Tesauro M., Cloetingh S. P- and S-velocity anomalies in the upper mantle beneath Europe from tomographic inversion of ISC data // Geophys. J. Int. — 2009. — 179, № 2. — P. 345—366. Marone F., Van der Lee S., Giardini D. Three-dimensional upper-mantle S-velocity model for the Eurasia- Africa plate boundary region // Geophys. J. Int. — 2004. — 158, № 1. — P. 109—130. Piromalo C., Morelli A. P wave tomography of the mantle under the Alpine-Mediterranean area // J. Geophys Res. — 2003. — 108(B2), 2065. — DOI: 10.1029/2002JB001757. — P. 1—13. Pondrelli S., Salimbeni S., Ekström G., Morelli A., Gasperini P., Vannucci G. The Italian CMT data set from 1977 to the present // Phys. Earth Planet. Int. — 2006. — 159. — Р. 286—303. — DOI: 10.1016/j. pepi.2006.07.008. Pondrelli S., Salimbeni S., Morelli A., Ekstöm G., Olivieri M., Boschi E. Seismic moment tensors of the April 2009, L’Aguila (Central Italy), earthquake sequence // Geophys. J. Int. — 2010. — 180, № 1. — P. 238—242. Schmid S., Van der Lee, Van Decar S. J. C., Engdahl E. R., Giardini D. Three-dimensional S velocity of the mantle in the Africa-Eurasia plate boundary region from phase arrival times and regional waveforms // J. Geophys. Res. — 2008. — 113, B03306. — DOI: 10.1029/2005JB004193. Spakman W., Van der Lee S., Van der Hilst R. D. Travel- time tomography of the European-Mediterranean mantle down to 1400 km // Phys. Earth Planet. Int. — 1993. — 79. — P. 3—74. Starostenko V. I., Kendzera А. V., Bugaienko I. V., Zaiets L. N., Tsvetkova Т. А. Tsunamogenic earth- quake of 26.12.2004 (North Sumatra). VAG International symposium 2008 (7—9 November 2008, Hanoi, Vietnam) // J. Geology, Ser. B. — № 31—32. — P. 45—53. Tectonopsysics, special issue: Ten Years after the Umbra- Marche Earthquake, Central Italy // Tectonopsysics. — 2009. — 476. — P. 1—369. Teng J., Zeng R., Yan J., Zhang H. Depth distribution of Moho and tectonic framework in eastern Asian continent and it’s adjacent ocean areas // Science in China (series D). — 2003. — 46, № 5. — Р. 441—445. Wortel M., Spakman W. Subduction and slab detach- ment in the Mediterranean-Carpathian region // Science. — 2000. — 290. — P. 1910—1917.

Землетрясение в Аквиле и особенности трехмерного Р-скоростного строения мантии под Адриатической плитой и ее окружением

Institution

Ähnliche Einträge