Когда сейсмологи фиксируют землетрясение, датчики на разном расстоянии от очага записывают колебания почвы. Если станция расположена далеко, волны доходят до нее уже «выровненными», и по таким записям магнитуду легко рассчитать. Но если станция находится в непосредственной близости от очага, в так называемой ближней зоне, записи искажаются, и расчеты получаются завышенными.
Камчатские ученые предложили новый метод оценки магнитуды слабых вулканических землетрясений
Ученые Камчатского государственного университета им. Витуса Беринга определили точные границы так называемой «ближней зоны» для землетрясений Ключевской группы вулканов и уточнили формулы расчета их магнитуды.
WikiCommons
Новые критерии позволят точнее рассчитывать силу слабых вулканических землетрясений и снизят погрешность в определении их магнитуды.
До сих пор четких критериев того, где именно заканчивается зона для слабых вулканических землетрясений, не существовало: имеющиеся оценки касались только сильных тектонических событий с магнитудой выше 6 баллов.
Правильный мониторинг = точная оценка опасности
Основой для исследования стали данные международного эксперимента KISS, который проходил на Камчатке в 2015-2016 годах. Тогда вокруг Ключевской группы вулканов в радиусе 55 км установили 83 дополнительные сейсмические станции, что позволило получать записи с расстояния всего в несколько километров от очагов.
Ученые КамГУ им. Витуса Беринга, совместно со специалистами Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН, физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН и Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, проанализировали свыше 6 тыс. записей 343 вулканических землетрясений с магнитудами от 0,35 до 2,9.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Для каждого землетрясения исследователи сравнивали, насколько оценка силы толчка по отдельной станции отличается от средних показателей по всем станциям сразу. Оказалось, что записи, полученные с близких расстояний, почти всегда завышают эту оценку. И чем ближе станция к очагу, тем сильнее искажение. Чтобы проверить, связаны ли эти расхождения с эффектом ближней зоны, ученые дополнительно построили диаграммы направленности сейсмического излучения. На них видно, что максимальные оценки приходят с определенных направлений, что указывает на влияние положения станции относительно очага.
«Мы показали, что для длиннопериодных землетрясений ближняя зона простирается примерно до 10 км, а для высокочастотных – до 20 км. Это не совпадает с классическими представлениями, где границы ближней зоны определяют только по силе землетрясения: чем оно мощнее, тем зона шире. У слабых вулканических землетрясений эта зависимость устроена сложнее», – рассказала Ольга Бергаль-Кувикас, соавтор исследования, ведущий научный сотрудник Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН и доцент КамГУ им. Витуса Беринга.
Опираясь на эти границы, ученые исключили из расчетов записи ближней зоны и вывели новые формулы для пересчета региональной магнитуды в моментную – более точную и объективную характеристику силы землетрясения. Если не учитывать эффект ближней зоны, ошибка в расчетах может достигать 0,2-0,3 единицы магнитуды. А это существенное отклонение для мониторинга сейсмической и вулканической активности.
Точная оценка магнитуды – это не абстрактная величина, а основа для оценки сейсмической опасности, прогноза сильных движений грунта на близких расстояниях и понимания того, как именно происходит подготовка вулканических извержений.
«Исследование, о котором мы говорим, стало результатом работы команды ученых из разных организаций. Для Камчатки это особенно важно: чем точнее мы умеем измерять землетрясения рядом с вулканами, тем лучше можем оценивать риски и обеспечивать безопасность людей, которые здесь живут», — отметила Ольга Ребковец, и.о. ректора КамГУ им. Витуса Беринга Ольга Ребковец.
Работа выполнена в рамках государственного задания Института теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН и государственного задания Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.
Загружаем