Часть серии по |
Землетрясения |
---|
В сейсмологии , толчки являются меньшим землетрясения , которое следует большему землетрясения, в том же районе главного шока, 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 плоскости самого 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 подразумевает 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 Фусакичи Омори в 1894 году и известно как закон Омори. [1] Это выражается как
где k и c - константы, которые меняются 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 из процесса зародышеобразования. [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 земной поверхности. Шкала моментных величин .
Закон Гутенберга – Рихтера [ править ]
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 разрушить здания, поврежденные в результате основного удара. Более сильные землетрясения имеют 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 всей 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 спустя почти 200 лет после землетрясения в Новом Мадриде 1812 года . [12]
Foreshocks [ править ]
Некоторые ученые пытались использовать форшок для предсказания приближающихся землетрясений , одним из своих немногих достижений стало 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. Обзор данных прошлых событий и их предшоков показал, что они имеют меньшее количество афтершоков и высокую скорость форшоков по сравнению с континентальными сдвиговыми разломами . [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 подземных толчков 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 ]
- ^ 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 .
- ^ Utsu, Т. (1961). «Статистическое исследование возникновения афтершоков». Геофизический журнал . 30 : 521–605.
- ^ 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.
- ↑ 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 .
- Перейти ↑ Guglielmi, AV (2016). «Толкование закона Омори». Изв., Физ. Твердая Земля . 52 (5): 785–786. arXiv : 1604.07017 . DOI : 10.1134 / S1069351316050165 . S2CID 119256791 .
- ^ 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 .
- ^ Санчес, Эвин; Вега, Педро (2018). «Моделирование временного затухания афтершоков путем решения дробного уравнения реакции». Прикладная математика и вычисления . 340 : 24–49. DOI : 10.1016 / j.amc.2018.08.022 .
- ^ Рихтер, Чарльз Ф., Элементарная сейсмология (Сан-Франциско, Калифорния, США: WH Freeman & Co., 1958), стр. 69.
- ^ БАНЯ, Markus (1965). «Боковые неоднородности верхней мантии». Тектонофизика . 2 (6): 483–514. Bibcode : 1965Tectp ... 2..483B . DOI : 10.1016 / 0040-1951 (65) 90003-X .
- ^ Элизабет К. Гарднер (2009-03-13). «Ново-Мадридская система разломов может быть отключена» . Physorg.com . Проверено 25 марта 2011 .
- ^ 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 .
- ^ «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 .
- ^ McGuire JJ, Ботчер MS, Jordan TH (2005). «Последовательности форшоков и краткосрочная предсказуемость землетрясений по трансформирующим разломам Восточно-Тихоокеанского поднятия». Природа . 434 (7032): 445–7. Bibcode : 2005Natur.434..457M . DOI : 10,1038 / природа03377 . PMID 15791246 . S2CID 4337369 .
- ^
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).
- ^ Японские исследователи диагностируют сотни случаев «землетрясения» , Daily Telegraph, 20 июня 2016 г.
- ↑ После землетрясения: почему мозг выдает фантомные землетрясения , The Guardian, 6 ноября 2016 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Афтершоки землетрясения не такие, какими они казались в Live Science