На главную Написать сообщение Поиск по сайту Новости публикаций Плакаты и знаки по охране труда и БЖД Видео по охране труда и технике безопасности Зарубежные средства индивидуальной защиты Юридическая консультация онлайн
В начало разделаБезопасность жизнедеятельности и окружающая природная среда → Человек и окружающая среда

Землетрясения и окружающая среда


Более полутора веков продолжается целенаправленный научный поиск следов влияния лунно-солнечного гравитационного прилива на сейсмичность. Однако наряду с исследованиями, подтверждающими гипотезу о влиянии приливов на землетрясения, есть много работ, в которых эта гипотеза подвергается сомнению или даже с большой надежностью сделанного вывода полностью отвергается.


Более реально существование суточной периодичности землетрясений, обнаруженной еще в конце XIX в. Сводка данных по разным регионам представлена в работе. В работе Shimshoni, 1971 было установлено статистически значимое превышение числа землетрясений, возникающих ночью, по сравнению с их количеством в дневное время.


Однако вслед за этим появились публикации, в которых возникновение суточной периодичности землетрясений объяснялось изменением реальной чувствительности сети наблюдений из-за повышения в дневное время уровня помех. Решающим аргументом для такого вывода стал тот факт, что при повышении энергии включаемых в выборку землетрясений суточная периодичность исчезала.


Выполненные нами исследования показали, что суточная периодичность землетрясений наблюдается повсеместно, она отчетливо видна как в детальных каталогах локальных землетрясений отдельных регионов, так и в мировых каталогах землетрясений всего земного шара. Этот эффект проявляется главным образом для слабых землетрясений и становится незначимым с ростом их энергии. Суточный ход чаще имеет максимум в ночное время. В спектрах, кроме периода 24 ч, уверенно выделяются период 12 ч, а иногда еще 8 и 6 ч.


Важнейший итог наших исследований состоит в том, что в спектрах сейсмичности не выявлено никаких особенностей на доминирующих периодах лунного гравитационного прилива. Это дает основания с достаточной степенью надежности утверждать, что лунно-солнечный гравитационный прилив, как правило, не оказывает влияния на сейсмичность.


Экспериментальные данные в большинстве случаев не противоречат гипотезе о связи суточной периодичности с меняющимся уровнем помех. Наиболее важным аргументом в поддержку этой гипотезы следует, как нам кажется, рассматривать обнаруженную в некоторых районах приуроченность энергетической (магнитудной) границы исчезновения суточной периодичности к уровню представительности землетрясений анализируемого каталога.


Вместе с тем в отдельных регионах мира обнаружена суточная периодичность землетрясений, магнитуда которых заметно превышала порог представительности землетрясений в исследуемом каталоге. Например, в каталоге землетрясений Греции, представительном для землетрясений магнитудой М>3.1, суточная периодичность сохраняется вплоть до М>4.0, причем внутрисуточные изменения количества представительных землетрясений больше чем на 2 ч отстают по фазе от аналогичных изменений слабых, непредставительных землетрясений.


Еще один важный экспериментальный факт, противоречащий обсуждаемой гипотезе, - наличие необычной суточной периодичности землетрясений с максимумом количества землетрясений не ночью, а днем, вскоре после полудня.


В настоящей работе кратко изложены некоторые результаты анализа каталогов землетрясений 14 регионов мира, информация о которых представлена в таблице.


Для дальнейшего анализа использовался метод Рэлея - Шустера, суть которого состоит в том, что сначала каждое n-е землетрясение, независимо от его энергии, представляется единичным вектором с фазовым углом Q = tn-2n/T, где tn - время возникновения землетрясения; Т = 24 ч - продолжительность суток. Затем все эти векторы последовательно суммируются и строится результирующий вектор, по длине которого оценивается статистическая значимость исследуемой периодичности.


Фазовый угол результирующего вектора соответствует акрофазе внутрисуточных изменений количества землетрясений. Во всех исследованных каталогах значимость оказалась очень высокой, - как правило, р < 10-12, часто р < 10-100.


Характеристика использованных каталогов землетрясений

Район

Интервал наблюдений

Количество событий

Мпр

Центр тяжести эпицентров

Источник данных

Аляска

2001-2008

157436

1.3

61.4N 150.4W

Сейсмологический информационный центр Аляски

Камчатка

1962-2008

45962

4.0

53.6N 160.1Е

Камчатский филиал геофизической службы РАН

Канада

1985-2007

48009

3.0

52.9N 115.4W

Геологическая служба Канада

Гармский полигон

1955-1991

92597

1.1

39.0N 70.6Е

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Невада

2000-2008

54137

1.3

38.1N 118.2W

Сейсмологическая лаборатория Университета Невада, Рино

Испания

1974-2003

22180

2.9

38.1N 3.7W

Национальный географический институт Испании

Греция

1964-2008

75912

3.1

37.8N 23.2Е

Институт геодинамики Греции

Нью-Мадрид

1975-2008

5504

1.5

36.4N 89.6W

Нью-Мадридский центр исследований землетрясений и информации

Южная Калифорния

2001-2008

96591

1.6

34.4N 117.1 W

Центр данных о землетрясениях Южной Калифорнии

Центральная Америка

1994-2001

7051

3.1

17.5N 73.8W

Сейсмографический консорциум Центральной Америки

Перу

1983-2005

35725

3.9

11.4S 75.7W

Tavera, 2007

Австралия

1980-2008

18200

4.5

26.8S 130.5Е

Агентство Правительства Австралии по наукам о Земле

Новая Зеландия

1981-2008

320168

3.7

40.8S 174.0Е

Институт геологических и ядерных исследований Новой Зеландии

Япония

1986-1998

194528

2.5

29.9N 139.6Е

Центр данных для прогнозирования землетрясений Института исследования землетрясений, Университет Токио


На рис. 4.1 представлена зависимость акрофазы суточной периодичности землетрясений в различных регионах от среднего значения долготы всех эпицентров каталога, характеристики каталогов представлены в таблице. Коэффициент корреляции р = 0.99, линия регрессии описывается уравнением:

θ = -λ + 366.7 ≈ -λ + 360

т.е. при смещении по долготе на 15° (один часовой пояс) акрофаза суточной периодичности тоже изменяется на 15°, или 1 ч.

Зависимость акрофазы суточной периодичности землетрясений от долготы

Рис. 4.1. Зависимость акрофазы суточной периодичности землетрясений от долготы


Ярко выраженная зависимость акрофазы суточной периодичности количества землетрясений от долготы с очень высоким коэффициентом корреляции дает основания считать, что суточный ход сейсмичности управляется Солнцем.


Это позволяет легко пересчитывать данные каталогов землетрясений, в которых используется время по Гринвичу tG, к локальному солнечному времени ts:

ts = tG + λ/15

В дополнение к упоминавшейся выше Греции, на рис. 4.2 приведен еще один пример суточной периодичности достаточно сильных землетрясений. На этом рисунке представлен суточный ход количества землетрясений разной энергии (магнитуды) в Новой Зеландии, приведенный к локальному солнечному времени.


С увеличением энергии амплитуда суточных вариаций уменьшается, растет полуденный пик. Похожая ситуация наблюдалась на Гармском полигоне, где очень узкий высокодобротный пик на периоде 24 ч в спектре слабой сейсмичности при переходе к сильным землетрясениям расширялся, «размазывался» по соседним периодам, т.е. происходила десинхронизация с внешним воздействием.