Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Афтершоков является меньшим землетрясения , которое следует большему землетрясения, в том же районе главного удара, вызванный , как смещенная кора подстраивается к воздействию главного удара. Сильные землетрясения могут иметь от сотен до тысяч обнаруживаемых инструментально афтершоков, которые неуклонно уменьшаются по величине и частоте в соответствии с известными законами. При некоторых землетрясениях основной разрыв происходит в два или более этапов, что приводит к нескольким основным толчкам. Они известны как дублетные землетрясения , и в целом их можно отличить от афтершоков по сходным магнитудам и почти идентичным формам сейсмических волн.

Распространение афтершоков [ править ]

Большинство афтершоков локализуются по всей площади разлома и возникают либо вдоль самой плоскости разлома, либо вдоль других разломов в объеме, подверженном деформации, связанной с главным толчком. Обычно афтершоки обнаруживаются на расстоянии, равном длине разрыва, от плоскости разлома.

Картина афтершоков помогает подтвердить размер области, которая сместилась во время основного толчка. В случае землетрясения в Индийском океане 2004 г. и землетрясения в Сычуани 2008 г. распределение афтершоков в обоих случаях показывает, что эпицентр (где начался разрыв) лежит на одном конце конечной области сдвига, что предполагает сильно асимметричное распространение разрыва.

Размер и частота афтершоков со временем [ править ]

Скорость и величина афтершоков подчиняются нескольким хорошо установленным эмпирическим законам.

Закон Омори [ редактировать ]

Частота афтершоков уменьшается примерно пропорционально времени, прошедшему после главного толчка. Это эмпирическое соотношение было впервые описано Фусакити Омори в 1894 году и известно как закон Омори. [1] Это выражается как

где k и c - константы, которые различаются в зависимости от последовательности землетрясений. Модифицированная версия закона Омори, которая сейчас широко используется, была предложена Утсу в 1961 году. [2] [3]

где p - третья константа, которая изменяет скорость распада и обычно находится в диапазоне 0,7–1,5.

Согласно этим уравнениям, частота афтершоков быстро уменьшается со временем. Скорость афтершоков обратно пропорциональна времени, прошедшему с момента главного толчка, и это соотношение можно использовать для оценки вероятности возникновения афтершоков в будущем. [4] Таким образом, независимо от вероятности афтершока в первый день, второй день будет иметь 1/2 вероятности первого дня, а десятый день будет иметь примерно 1/10 вероятность первого дня (когда p равно равно 1). Эти закономерности описывают только статистическое поведение афтершоков; фактическое время, количество и местоположение афтершоков являются стохастическими, стремясь следовать этим шаблонам. Поскольку это эмпирический закон, значения параметров получаются путем подгонки к данным после того, как произошел главный удар, и они не подразумевают какого-либо конкретного физического механизма в каждом конкретном случае.

Закон Утсу-Омори был также получен теоретически как решение дифференциального уравнения, описывающего эволюцию афтершоковой активности [5], где интерпретация уравнения эволюции основана на идее дезактивации разломов в окрестности главный толчок землетрясения. Кроме того, ранее закон Утсу-Омори был получен в процессе нуклеации. [6] Результаты показывают, что пространственное и временное распределение афтершоков можно разделить на зависимость от пространства и зависимость от времени. А совсем недавно, благодаря применению дробного решения реактивного дифференциального уравнения [7], модель двойного степенного закона показывает уменьшение числовой плотности несколькими возможными способами, среди которых - частный случай закона Утсу-Омори.

Закон Бата [ править ]

Другой основной закон, описывающий афтершоки, известен как закон Бота [8] [9], и он гласит, что разница в величине между главным толчком и его самым большим афтершоком приблизительно постоянна, независимо от величины главного толчка, обычно 1,1–1,2 на уровне моря. Шкала моментных величин .

Закон Гутенберга – Рихтера [ править ]

Закон Гутенберга – Рихтера для b  = 1
Магнитуда землетрясения в Центральной Италии в августе 2016 г. (красная точка) и афтершоков (которые продолжали происходить после периода, указанного здесь)

Последовательности афтершоков также обычно следуют закону масштабирования размеров Гутенберга – Рихтера, который относится к соотношению между магнитудой и общим числом землетрясений в регионе в заданный период времени.

Где:

  • количество событий больше или равно
  • величина
  • и являются константами

Таким образом, есть больше небольших афтершоков и меньше крупных афтершоков.

Эффект афтершоков [ править ]

Афтершоки опасны, потому что они обычно непредсказуемы, могут быть большой силы и могут разрушать здания, поврежденные в результате основного удара. Более сильные землетрясения вызывают все больше и больше афтершоков, и их последовательности могут длиться годами или даже дольше, особенно когда крупное событие происходит в сейсмически спокойном районе; см., например, Ново-Мадридскую сейсмическую зону , где события все еще следуют закону Омори от основных толчков 1811–1812 годов. Считается, что последовательность афтершоков закончилась, когда уровень сейсмичности снизился до фонового уровня; то есть не может быть обнаружено дальнейшего уменьшения числа событий со временем.

Сообщается, что движение суши вокруг Нового Мадрида составляет не более 0,2 мм (0,0079 дюйма) в год [10], в отличие от разлома Сан-Андреас, который составляет в среднем до 37 мм (1,5 дюйма ) в год по Калифорнии. [11] В настоящее время считается, что афтершоки на Сан-Андреас достигают максимума через 10 лет, в то время как землетрясения в Новом Мадриде считаются афтершоками почти через 200 лет после землетрясения в Новом Мадриде 1812 года . [12]

Foreshocks [ править ]

Некоторые ученые пытались использовать форшок для предсказания приближающихся землетрясений. Одним из их немногих достижений было землетрясение в Хайчэн в Китае в 1975 году . На восточной части Тихого океана Взлет Однако преобразование ошибки показывают вполне предсказуемое поведение форшок перед основным сейсмическим событием. Обзоры данных прошлых событий и их предшоков показали, что они имеют низкое количество афтершоков и высокие скорости форшоков по сравнению с континентальными сдвигами . [13]

Моделирование [ править ]

Сейсмологи используют такие инструменты, как модель последовательности афтершоков эпидемического типа (ETAS) для изучения каскадных афтершоков. [14]

Психология [ править ]

После сильного землетрясения и афтершоков многие люди сообщали о ощущении «призрачных землетрясений», хотя на самом деле землетрясения не было. Считается, что это состояние, известное как «землетрясение», связано с укачиванием , и обычно проходит по мере уменьшения сейсмической активности. [15] [16]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Омори, Ф. (1894). «Об афтершоках землетрясений» (PDF) . Журнал Колледжа наук Императорского университета Токио . 7 : 111–200. Архивировано из оригинального (PDF) 16 июля 2015 года . Проверено 15 июля 2015 .
  2. ^ Utsu, Т. (1961). «Статистическое исследование возникновения афтершоков». Геофизический журнал . 30 : 521–605.
  3. ^ Utsu, T .; Ogata, Y .; Мацуура, RS (1995). «Столетие формулы Омори для закона затухания афтершоковой активности» (PDF) . Журнал физики Земли . 43 : 1–33. DOI : 10,4294 / jpe1952.43.1 . Архивировано из оригинального (PDF) 16 июля 2015 года.
  4. Куигли, М. «Новое научное сообщение о землетрясении в Крайстчерче 2011 года для прессы и общественности: разжигание сейсмического страха или время покинуть корабль» . Крайстчерчский журнал о землетрясениях . Архивировано из оригинального 29 января 2012 года . Проверено 25 января 2012 года .
  5. Перейти ↑ Guglielmi, AV (2016). «Толкование закона Омори». Изв., Phys. Твердая Земля . 52 (5): 785–786. arXiv : 1604.07017 . DOI : 10.1134 / S1069351316050165 . S2CID 119256791 . 
  6. ^ Шоу, Брюс (1993). «Обобщенный закон Омори для афтершоков и форшоков из простой динамики». Письма о геофизических исследованиях . 20 (10): 907–910. DOI : 10.1029 / 93GL01058 .
  7. ^ Санчес, Эвин; Вега, Педро (2018). «Моделирование временного затухания афтершоков с помощью решения дробного уравнения реактивности». Прикладная математика и вычисления . 340 : 24–49. DOI : 10.1016 / j.amc.2018.08.022 .
  8. ^ Рихтер, Чарльз Ф., Элементарная сейсмология (Сан-Франциско, Калифорния, США: WH Freeman & Co., 1958), стр. 69.
  9. ^ БАНЯ, Markus (1965). «Боковые неоднородности в верхней мантии». Тектонофизика . 2 (6): 483–514. Bibcode : 1965Tectp ... 2..483B . DOI : 10.1016 / 0040-1951 (65) 90003-X .
  10. ^ Элизабет К. Гарднер (2009-03-13). «Ново-Мадридская разломная система может отключаться» . Physorg.com . Проверено 25 марта 2011 .
  11. ^ Уоллес, Роберт Э. "Современные движения земной коры и механика циклической деформации" . Система разломов Сан-Андреас, Калифорния . Архивировано из оригинала на 2006-12-16 . Проверено 26 октября 2007 .
  12. ^ «Землетрясения на самом деле афтершоки землетрясений 19 века; последствия землетрясений 1811 и 1812 годов в Новом Мадриде продолжают ощущаться» . Science Daily . Архивировано 8 ноября 2009 года . Проверено 4 ноября 2009 .
  13. ^ McGuire JJ, Ботчер MS, Jordan TH (2005). «Последовательности форшоков и краткосрочная предсказуемость землетрясений на трансформируемых разломах Восточно-Тихоокеанского поднятия». Природа . 434 (7032): 445–7. Bibcode : 2005Natur.434..457M . DOI : 10,1038 / природа03377 . PMID 15791246 . S2CID 4337369 .  
  14. ^ Например: Хельмштеттер, Аньес; Сорнетт, Дидье (октябрь 2003 г.). "Предсказуемость в модели последовательности афтершоков эпидемического типа взаимодействующей триггерной сейсмичности". Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 108 (B10): 2482 и далее. arXiv : cond-mat / 0208597 . Bibcode : 2003JGRB..108.2482H . DOI : 10.1029 / 2003JB002485 . S2CID 14327777 . В рамках усилий по разработке систематической методологии прогнозирования землетрясений мы используем простую модель сейсмичности, основанную на взаимодействующих событиях, которые могут вызвать каскад землетрясений, известную как модель последовательности афтершоков эпидемического типа (ETAS).
  15. ^ Японские исследователи диагностируют сотни случаев «землетрясения» , Daily Telegraph, 20 июня 2016 г.
  16. После землетрясения: почему мозг выдает фантомные землетрясения , The Guardian, 6 ноября 2016 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Афтершоки землетрясений не такие, какими они казались в Live Science