УДК 550.344

PACS 91.30.–f

Неоднородности поля поглощения короткопериодных S-волн в районах Гималаев, Индийской плиты и Южного Тибета и их связь с сейсмичностью


Ю.Ф. Копничев1, И.Н. Соколова2


1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

2 Филиал «Институт геофизических исследований» Национального ядерного центра Республики Казахстан, г. Курчатов, Казахстан


Автор для переписки: И.Н. Соколова, e-mail: sokolova@kndc.kz


Поступила в редакцию 04.03.2021 г.; после доработки 03.06.2021 г.

Принята к публикации 07.06.2021 г.


Аннотация. Рассматриваются характеристики поля поглощения короткопериодных S-волн в регионе Южной Азии. Обрабатывались записи местных землетрясений, полученные станцией NIL. Анализировались отношения максимальных амплитуд волн Sn и Pn в диапазоне расстояний 300–1900 км. В общей сложности обработано около 200 записей землетрясений. Установлено, что в целом пониженное поглощение наблюдается в верхах мантии под Индийской плитой (для меридионального профиля, ориентированного по направлению к очаговой зоне Бхуджского землетрясения 26.01.2001 г., MW = 7.7). Значительно более высокое поглощение соответствует районам Гималаев и особенно Южного Тибета. Показано, что повышенное поглощение наблюдается в очаговой зоне сильнейшего Непальского землетрясения 25.04.2015 г. (MW = 7.8). В то же время пониженное или промежуточное поглощение имеет место в очаговых зонах сильных и сильнейших межплитных событий (MW = 7.0–8.1), произошедших в районе Гималаев в 1897–1930 гг. С другой стороны, существенно пониженное поглощение соответствует очаговой зоне внутриплитного Бхуджского землетрясения. Новые результаты согласуются с полученными ранее данными, свидетельствующими о концентрации мантийных флюидов под очаговыми зонами перед сильными межплитными землетрясениями, а также о подъеме флюидов в земную кору после этих событий. Выделены области высокого поглощения в районе Западных Гималаев и в центральном Пакистане, где достаточно давно не было сильных землетрясений. Предполагается, что здесь могут идти процессы подготовки сильных сейсмических событий.


Ключевые слова: поглощение, S-волны, верхи мантии, сильные землетрясения


Цитирование: Копничев Ю.Ф, Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения короткопериодных S-волн в районах Гималаев, Индийской плиты и Южного Тибета и их связь с сейсмичностью // Вопросы инженерной сейсмологии. 2021. Т. 48, № 2. С. 47–61. https://doi.org/10.21455/VIS2021.2-3


Финансирование


Исследование выполнено по госзаданию Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ РАН).


Литература


Аптикаева О.И. Поле поглощения очаговой области Алтайского землетрясения 2003 г. по огибающим коды афтершоков // Вопросы инженерной сейсмологии. 2014. Т. 41, № 4. С. 57–66.

Аптикаева О.И. Сейсмическая активность и строение земной коры и верхней мантии очаговых зон сильнейших землетрясений Алтая и Саян // Вопросы инженерной сейсмологии. 2017. Т. 44, № 2. С. 17–34. https://doi.org/10.21455/VIS2017.2-2

Аптикаева О.И. Детальная структура поля поглощения в районе Западного Тянь-Шаня по методу короткопериодной коды // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. Т. 45, № 2. С. 21–32. https://doi.org/10.21455/VIS2018.2-2

Аптикаева О.И. Особенности Ванских землетрясений 1976 и 2011 гг., роевая сейсмичность и поле поглощения S-волн // Геология и геофизика Юга России. 2019а. Т. 9, № 3. С. 105–118. https://doi.org/10.23671/VNC.2019.3.36475

Аптикаева О.И. Поле поглощения S-волн и сейсмотектоника Восточной Анатолии // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019б. Т. 46, № 3. С. 32–49. https://doi.org/10.21455/VIS2019.3-3

Аптикаева О.И. Некоторые результаты изучения поля поглощения S-волн на Кавказе методом короткопериодной коды // Вопросы инженерной сейсмологии. 2020. Т. 47, № 3. С. 104–125. https://doi.org/10.21455/VIS2020.3-6

Аптикаева О.И., Аптикаев С.Ф. Затухание сейсмических колебаний от умеренных землетрясений зоны Вранча // Вопросы инженерной сейсмологии. 2016. Т. 43, № 1. С. 62–80.

Аптикаева О.И., Аптикаев С.Ф. Поле поглощения S-волн в ближнем районе площадок атомных электростанций по данным сейсмического мониторинга (на примере АЭС «Аккую», Турция) // Геофизические исследования. 2019. Т. 20, № 2. С. 56–72. https://doi.org/10.21455/gr2019.2-5

Бакиров А.Б. (ред.). Земная кора и верхняя мантия Тянь-Шаня в связи с геодинамикой и сейсмичностью. Бишкек: Илим, 2006. 115 с.

Ваньян Л.Л., Хайндман Р.Д. О природе консолидированной коры // Физика Земли. 1996. № 4. С. 5–11.

Каазик П.Б., Копничев Ю.Ф., Нерсесов И.Л., Рахматуллин М.Х. Анализ тонкой структуры короткопериодных сейсмических полей по группе станций // Физика Земли. 1990. № 4, С. 38–49.

Копничев Ю.Ф. Короткопериодные сейсмические волновые поля. М.: Наука. 1985. 176 с.

Копничев Ю.Ф., Аракелян А.Р. О природе короткопериодных сейсмических полей на расстояниях до 3000 км // Вулканология и сейсмология. 1988. № 4. С. 77–92.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Пространственно-временные вариации структуры поля поглощения поперечных волн в районе Семипалатинского полигона // Физика Земли. 2001. № 11. С.73–86.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Пространственно-временные вариации поля поглощения S-волн в очаговых зонах сильных землетрясений Тянь-Шаня // Физика Земли. 2003. № 7. С. 35–47.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Подъем мантийных флюидов в районах очагов сильных землетрясений и крупных разломных зон: геохимические свидетельства // Вестн. НЯЦРК. 2005. Вып. 2. С. 147–155.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения короткопериодных сейсмических волн в литосфере Центрального Тянь-Шаня // Вулканология и сейсмология. 2007. № 5. С. 54–70.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Характеристики сейсмичности и поля поглощения s-волн в районе очага Суматринского землетрясения 26 декабря 2004 г. // Докл. РАН. 2008. Т. 422, № 5. С. 672–676.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения короткопериодных поперечных волн в литосфере Центральной Азии и их связь с сейсмичностью // Докл. РАН. 2011. Т. 437, № 1. С. 97–101.

Копничев, Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения короткопериодных поперечных волн в литосфере Восточного Тянь-Шаня и их связь с сейсмичностью //Докл. РАН. 2012. Т. 442, № 6. С. 821–824.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Кольцевые структуры сейсмичности, формирующиеся в континентальных районах перед сильными землетрясениями с различными механизмами очагов // Геофизические исследования. 2013. Т. 14, № 1. С. 5 – 15.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения короткопериодных S-волн в районе Байкальской рифтовой зоны и их связь с сейсмичностью // Вулканология и сейсмология. 2014. № 5. С. 52–59. https://doi.org/10.7868/S0203030614050058

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Аномалии высокого поглощения S-волн и кольцевые структуры сейсмичности в литосфере Алтая: возможная подготовка сильных землетрясений // Геофизические процессы и биосфера. 2016. Т. 15, № 1. С. 57–72.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Временные вариации поля поглощения S-волн в районе ядерного полигона Лобнор // Наука и технологические разработки. 2018а. Т. 97, № 3. С. 25–32. https://doi.org/10.21455/std2018.3-3

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Пространственно-временные вариации поля поглощения короткопериодных S-волн в районе Гиндукуша и их связь с сейсмичностью // Вулканология и сейсмология. 2018б. № 6. С. 70–79. https://doi.org/10.1134/S0203030618060056

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Характеристики поля поглощения короткопериодных S-волн в очаговой зоне сильнейшего землетрясения Тохоку 11.03.2011 г. (MW = 9.0) // Геофизические процессы и биосфера. 2019а. Т. 18, № 2. С. 16–27. https://doi.org/10.21455/GPB2019.2-2

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения S-волн в литосфере Кавказа и их связь с сейсмичностью // Геофизические процессы и биосфера. 2019б. Т. 18, № 3. С.67–76. https://doi.org/10.21455/GPB2019.3-4

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Картирование поля поглощения S-волн по коде записей местных землетрясений и карьерных взрывов в районе Северного Тянь-Шаня // Геофизические процессы и биосфера. 2019в. Т. 18, № 4. С. 241–252. https://doi.org/10.21455/GPB2019.4-20

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Характеристики поля поглощения короткопериодных S-волн в литосфере Туркмении и cеверо-восточного Ирана и их связь с сейсмичностью // Сейсмические приборы. 2020. Т. 56. № 1. С. 56–66.

Копничев Ю.Ф., Гордиенко Д.Д., Соколова И.Н. Пространственно-временные вариации поля поглощения поперечных волн в верхней мантии сейсмически активных и слабосейсмичных районов // Вулканология и сейсмология. 2009. № 1. С. 49–64.

Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н., Соколов К.Н. Пространственно-временные вариации структуры поля поглощения S-волн в районе Невадского ядерного полигона // Физика Земли. 2013. № 6. С. 39–48. https://doi.org/10.7868/S0002333713060082

Летников Ф.А. Синергетика геологических систем. Новосибирск: Наука, 1992. 229 с.

Al-Damegh Kh., Sandvol E., Al-Lazki A., Barazangi M. Regional seismic wave propagation (Lg and Sn) and Pn attenuation in the Arabian Plate and surrounding regions // Geophys. J. Int. 2004. V. 157, N 2. P. 775–795.

Furumura T., Kennett B. Variations in regional phase propagation in the region around Japan // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2001. V. 91. P. 667–682.

Gök R., Türkelli N., Sandvol E., Seber D., Barazangi M. Regional wave propagation in Turkey and surrounding regions // Geophys. Res. Lett. 2000. V. 27, N 3. P. 429–432.

Husen S., Kissling E. Postseismic fluid flow after the large subduction earthquake of Antofagasta, Chile // Geology. 2001. V. 29, N 9. P. 847–850.

Kennett B., Furumura T. Regional phases in continental and oceanic environments // Geophys. J. Int. 2001. V. 146. P. 562–568.

Kopnichev Yu.F., Sokolova I.N. Temporal variations of the S-wave attenuation field in the area of the Lop Nor Nuclear Test Site // Seismic Instruments. 2018. V. 54, N 6. P. 691–694. https://doi.org/10.3103/S0747923918060063

Kumar P., Yuan X., Kumar M., Kind R., Li X., Chadha R. The rapid drift of the Indian tectonic plate // Nature. 2007. V. 449. P. 894–897.

McNamara D., Owens T., Walter W. Observations of regional phase propagation across the Tibetan Plateau // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. P. 22215–22229.

Molnar P., Oliver J. Lateral variations of attenuation in the upper mantle and discontinuities in the lithosphere // J. Geophys. Res. 1969. V. 74. P. 2648–2682.

Monsalve G., Sheehan A., Schulte-Pelkum V., Rajaure S., Pandey M., Wu F. Seismicity and one-dimensional velocity structure of the Himalayan collision zone: earthquakes in the crust and upper mantle // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. B10301.

Ni J., Barazangi M. High-frequency seismic wave propagation beneath the Indian shield, Tibetan plateau and surrounding regions: High uppermost mantle velocities and efficient Sn propagation beneath Tibet // Geophys. J. R. Astr. Soc. 1983. V. 72. P. 665–689.

Ogawa R., Heki K. Slow postseismic recovery of geoid depression formed by the 2004 Sumatra-Andaman earthquake by mantle water diffusion // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. L06313. https://doi.org/10.1029/2007GL029340

Paul J., Bürgmann R., Gaur V.K., Bilham R., Larson K.M., Ananda M.B., Jade S., Mukal M., Anupama T.S., Satyal G., Kumar D. The motion and active deformation of India // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28., Iss. 4. P. 647–650. https://doi.org/10.1029/2000GL011832

Rapine R., Ni J., Hearn T. Regional wave propagation in China and its surrounding regions // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1997. V. 87. P. 1622–1636.

Storchak D., Schweitzer J., Bormann P. The IASPEI Standard Seismic Phase List // Seismol. Res. Lett. 2003. V. 74, N 6. P. 761–772.

Taylor M., Yin A. Active structures of the Himalayan-Tibetan orogeny and their relationships to earthquake distribution, contemporary strain field, and Cenozoic volcanism // Geosphere. 2009. V. 5, N 3. P. 199–214. https://doi.org/10.1130/GES00217

Yamasaki T., Seno T. Double seismic zone and dehydration embrittlement of the subducting slab // J. Geophys. Res. 2003. V. 108, N B4. https://doi.org/10.1029/2002JB001918

Zhao C., Kennett B., Furumura T. Contrasts in regional seismic wave propagation to station WMQ in Central Asia // Geophys. J. Int. 2003. V. 155. P. 44–56.


Сведения об авторах


КОПНИЧЕВ Юрий Федорович – Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: yufk777@mail.ru


СОКОЛОВА Инна Николаевна – Филиал «Институт геофизических исследований» Национального ядерного центра Республики Казахстан. Казахстан, 071100, г. Курчатов, площадка Меридиан. E-mail: sokolova@kndc.kz