nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2020-3-135-141nuc-277Research ArticleСтатьиКОЛЬЦЕВАЯ СЕЙСМИЧНОСТЬ В РАЗНЫХ ДИАПАЗОНАХ ГЛУБИН ПЕРЕД СИЛЬНЫМИ И СИЛЬНЕЙШИМИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯМИ В ЗОНАХ СУБДУКЦИИ ТИХОГО ОКЕАНАRING-SHAPED SEISMICITY STRUCTURES IN DIFFERENT DEPTH RANGES PRIOR TO LARGE AND GREAT EARTHQUAKES IN SUBDUCTION ZONES OF THE PACIFIC OCEANКопничевЮ. Ф.KopnichevYu. F.

г. Москва

Moscow

СоколоваИ. Н.SokolovaI. N.

Курчатов

Kurchatov

Институт физики Земли Российской Академии наукРоссияInstitute of Physics of the Earth, Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут геофизических исследованийКазахстанInstitute of Geophysical ResearchKazakhstan20203009202003135141Copyright © Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н., 20202020Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н.Kopnichev Y.F., Sokolova I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/277

Рассматриваются некоторые характеристики сейсмичности на глубинах до 110 км перед сильными и сильнейшими землетрясениями (Mw=7,0–9,0) в зонах субдукции Тихого океана. Показано, что перед сильными событиями с гипоцентрами на глубинах 10–40 и 42–110 км, которые условно названы неглубокими и глубокими, соответственно, в течение нескольких десятков лет формируются кольцевые структуры сейсмичности в трех диапазонах глубин: 0–33, 34–70 и 71–110 км. Структуры характеризуются пороговыми величинами магнитуд (соответственно Мп1, Мп2 и Мп3). Проведен анализ разностей величин Мп1 − Мп2, Мп2 − Мп3 и Мп1 − Мп3. Установлено, что параметры Мп2 − Мп3 и Мп1 − Мп3 значительно выше для неглубоких сильных землетрясений по сравнению с глубокими. Кроме того, выявлены различия средних величин Мп1 − Мп2 на западе и востоке Тихого океана. Предполагается, что формирование колец сейсмичности связано с дегидратацией пород погружающихся плит и с миграцией глубинных флюидов. Полученные данные позволяют прогнозировать глубины готовящихся сильных событий по характеристикам кольцевых структур.

We have been studying some seismicity characteristics at depths down to 110 km prior to large and great earthquakes (Mw=7,0–9,0) in subduction zones of the Pacific. It was shown that prior to large events at depths of 0–40 and 42–110 km, which we called conditionally as shallow and deep ones respectively, during a few decades ring-shaped structures have been forming in three depth ranges: 0–33, 34–70 and 71–110 km. The structures are characterized by threshold magnitude values: Mt1, Mt2 and Mt3 correspondingly. We analyzed differences of Mt1 − Mt2, Mt2 − Mt3 and Mt1 − Mt3 values. It was established that parameters Mt2 − Mt3 and Mt1 − Mt3 are considerably higher for large shallow earthquakes in comparison with deep ones. Besides, we found differences of mean Mt1 − Mt2 values at the west and east of the Pacific. We believe that ring-shaped structures formation is connected with dehydration of subducting plates material and deep- seated fluid migration. The obtained data allow us to forecast depths of preparing large events using parameters of ring-shaped structures.

ReferencesКопничев, Ю.Ф. Кольцевая сейсмичность в разных диапазонах глубин перед сильными и сильнейшими землетрясениями в зонах субдукции / Ю.Ф. Копничев, И.Н. Соколова // Докл. РАН. − 2009. − Т. 425, № 4. − С. 539–542.Копничев, Ю.Ф. Кольцевая сейсмичность в разных диапазонах глубин перед сильными и сильнейшими землетрясениями в зонах субдукции / Ю.Ф. Копничев, И.Н. Соколова // Докл. РАН. − 2009. − Т. 425, № 4. − С. 539–542.Копничев, Ю.Ф. Характеристики кольцевой сейсмичности в разных диапазонах глубин перед сильными и сильнейшими землетрясениями в районе Суматры / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Докл. РАН. − 2009. − Т. 429, № 1. − С. 106–109.Копничев, Ю.Ф. Характеристики кольцевой сейсмичности в разных диапазонах глубин перед сильными и сильнейшими землетрясениями в районе Суматры / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Докл. РАН. − 2009. − Т. 429, № 1. − С. 106–109.Копничев, Ю.Ф. О корреляции характеристик сейсмичности и поля поглощения S-волн в районах кольцевых структур, формирующихся перед сильными землетрясениями / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Вулканология и сейсмология. − 2010. − № 6. − С. 34–51.Копничев, Ю.Ф. О корреляции характеристик сейсмичности и поля поглощения S-волн в районах кольцевых структур, формирующихся перед сильными землетрясениями / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Вулканология и сейсмология. − 2010. − № 6. − С. 34–51.Копничев, Ю.Ф. Кольцевые структуры сейсмичности и землетрясение 11.03.2011 г. (Mw = 9,0) в районе северо-восточной Японии / Ю.Ф. Копничев, И.Н. Соколова // Докл. РАН. − 2011. −Т. 440, № 2. − С. 246–249.Копничев, Ю.Ф. Кольцевые структуры сейсмичности и землетрясение 11.03.2011 г. (Mw = 9,0) в районе северо-восточной Японии / Ю.Ф. Копничев, И.Н. Соколова // Докл. РАН. − 2011. −Т. 440, № 2. − С. 246–249.Копничев, Ю.Ф. Неоднородности поля поглощения короткопериодных S-волн в районе очага землетрясения Мауле (Чили, 27.02.2010, Mw = 8,8) и их связь с сейсмичностью и вулканизмом / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Геофизические исследования. − 2011. − Т. 12, № 3. − С. 22–33.Копничев, Ю.Ф. Неоднородности поля поглощения короткопериодных S-волн в районе очага землетрясения Мауле (Чили, 27.02.2010, Mw = 8,8) и их связь с сейсмичностью и вулканизмом / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Геофизические исследования. − 2011. − Т. 12, № 3. − С. 22–33.Копничев, Ю.Ф. Кольцевые структуры сейсмичности в районе Северного Чили и успешный прогноз места и магнитуды землетрясения Икике 01.04.2014 г. / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Вестник НЯЦ РК. − 2015. − Вып. 4. − С. 153–159.Копничев, Ю.Ф. Кольцевые структуры сейсмичности в районе Северного Чили и успешный прогноз места и магнитуды землетрясения Икике 01.04.2014 г. / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Вестник НЯЦ РК. − 2015. − Вып. 4. − С. 153–159.Копничев, Ю.Ф. Кольцевые структуры сейсмичности, формирующиеся перед сильными и сильнейшими землетрясениями на западе и востоке Тихого океана / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Геофизические процессы и биосфера. − 2018. − Т. 17, № 1. − C. 109–124.Копничев, Ю.Ф. Кольцевые структуры сейсмичности, формирующиеся перед сильными и сильнейшими землетрясениями на западе и востоке Тихого океана / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Геофизические процессы и биосфера. − 2018. − Т. 17, № 1. − C. 109–124.Копничев, Ю.Ф. Кольцевые структуры сейсмичности, формирующиеся в континентальных районах перед сильными землетрясениями с различными механизмами очагов / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Геофизические исследования. − 2013. − Т. 14, № 1. − С. 5–15.Копничев, Ю.Ф. Кольцевые структуры сейсмичности, формирующиеся в континентальных районах перед сильными землетрясениями с различными механизмами очагов / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Геофизические исследования. − 2013. − Т. 14, № 1. − С. 5–15.Yamazaki, T. Double seismic zone and dehydration embrittlement of the subducting slab / T.Yamazaki, T. Seno // J. Geophys. Res. − 2003. − V. 108, N B4. − DOI 10/1029/2002JB001918.Yamazaki, T. Double seismic zone and dehydration embrittlement of the subducting slab / T.Yamazaki, T. Seno // J. Geophys. Res. − 2003. − V. 108, N B4. − DOI 10/1029/2002JB001918.Jung, H. Intermediate-depth earthquake faulting by dehydration embrittlement with negative volume change / H. Jung, H. Green, L.Dobrzhinetskaya // Nature. – 2004. – V. 428.- P. 545–549.Jung, H. Intermediate-depth earthquake faulting by dehydration embrittlement with negative volume change / H. Jung, H. Green, L.Dobrzhinetskaya // Nature. – 2004. – V. 428.- P. 545–549.Летников, Ф.А. Синергетика геологических систем / Ф.А. Летников. – Новосибирск: Наука, 1992. − 229 с.Летников, Ф.А. Синергетика геологических систем / Ф.А. Летников. – Новосибирск: Наука, 1992. − 229 с.Каракин, А.В.Гидродинамика и структура двухфазной астеносферы / А.В. Каракин, Л.И. Лобковский // Докл. АН СССР. − 1982. − Т. 268, № 2. − С. 324–329.Каракин, А.В.Гидродинамика и структура двухфазной астеносферы / А.В. Каракин, Л.И. Лобковский // Докл. АН СССР. − 1982. − Т. 268, № 2. − С. 324–329.Gold, T. Fluid ascent through the solid lithosphere and its relation to earthquakes / T. Gold, S. Soter // Pure Appl. Geoph. − 1984/1985. − V. 122. − P. 492–530.Gold, T. Fluid ascent through the solid lithosphere and its relation to earthquakes / T. Gold, S. Soter // Pure Appl. Geoph. − 1984/1985. − V. 122. − P. 492–530.Husen, S. Postseismic fluid flow after the large subduction earthquake of Antofagasta, Chile / S. Husen, E.Kissling // Geology. − 2001. − V. 29, N 9. − P. 847–850.Husen, S. Postseismic fluid flow after the large subduction earthquake of Antofagasta, Chile / S. Husen, E.Kissling // Geology. − 2001. − V. 29, N 9. − P. 847–850.Копничев, Ю.Ф. Пространственно-временные вариации поля поглощения S-волн в очаговых зонах сильных землетрясений Тянь-Шаня / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Физика Земли. − 2003. − № 5. − С. 73–86.Копничев, Ю.Ф. Пространственно-временные вариации поля поглощения S-волн в очаговых зонах сильных землетрясений Тянь-Шаня / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Физика Земли. − 2003. − № 5. − С. 73–86.Копничев, Ю.Ф. Подъем мантийных флюидов в районах очагов сильных землетрясений и крупных разломных зон: Геохимические свидетельства / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Вестник НЯЦ РК. − 2005. − Вып. 2. − С. 147–155.Копничев, Ю.Ф. Подъем мантийных флюидов в районах очагов сильных землетрясений и крупных разломных зон: Геохимические свидетельства / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Вестник НЯЦ РК. − 2005. − Вып. 2. − С. 147–155.Ogawa, R. Slow postseismic recovery of geoid depression formed by the 2004 Sumatra-Andaman earthquake by mantle water diffusion / Ogawa R., Heki K. // Geophys. Res. Let. − 2007. − V. 34. − L06313. DOI 10.1029/2007GL029340.Ogawa, R. Slow postseismic recovery of geoid depression formed by the 2004 Sumatra-Andaman earthquake by mantle water diffusion / Ogawa R., Heki K. // Geophys. Res. Let. − 2007. − V. 34. − L06313. DOI 10.1029/2007GL029340.Копничев, Ю.Ф. Пространственно-временные вариации поля поглощения поперечных волн в сейсмически активных и слабосейсмичных районах / Ю.Ф .Копничев, Д.Д. Гордиенко, И.Н. Соколова // Вулканология и сейсмология. − 2009. − № 1. − С. 49–64.Копничев, Ю.Ф. Пространственно-временные вариации поля поглощения поперечных волн в сейсмически активных и слабосейсмичных районах / Ю.Ф .Копничев, Д.Д. Гордиенко, И.Н. Соколова // Вулканология и сейсмология. − 2009. − № 1. − С. 49–64.Копничев, Ю.Ф. Характеристики поля поглощения короткопериодных S-волн в очаговой зоне сильнейшего землетрясения Тохоку 11.03.2011 г. (Mw = 9.0) / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Геофизические процессы и биосфера. − 2019. − Т. 18, № 2. − С. 16 – 27. – Режим доступа: https://doi.org/10.21455/GPB2019.2-2., свободный.Копничев, Ю.Ф. Характеристики поля поглощения короткопериодных S-волн в очаговой зоне сильнейшего землетрясения Тохоку 11.03.2011 г. (Mw = 9.0) / Ю.Ф .Копничев, И.Н. Соколова // Геофизические процессы и биосфера. − 2019. − Т. 18, № 2. − С. 16 – 27. – Режим доступа: https://doi.org/10.21455/GPB2019.2-2., свободный.Tajima, F. Global survey of aftershock area expansion / F.Tajima, H. Kanamori // Phys. Earth. Planet. Inter. − 1985. − V. 40. − P. 77–134.Tajima, F. Global survey of aftershock area expansion / F.Tajima, H. Kanamori // Phys. Earth. Planet. Inter. − 1985. − V. 40. − P. 77–134.Singh, S. Regional variation in the number of aftershocks (mb ≥ 5) of large subduction-zone earthquakes (Mw ≥ 7.0) / S. Singh, G. Suarez // Bull. Seismol. Soc. Amer. − 1988. − V. 78, N 1. − P. 230–242.Singh, S. Regional variation in the number of aftershocks (mb ≥ 5) of large subduction-zone earthquakes (Mw ≥ 7.0) / S. Singh, G. Suarez // Bull. Seismol. Soc. Amer. − 1988. − V. 78, N 1. − P. 230–242.Müller, R. Age, spreading rates and spreading symmetry of the world's ocean crust / R.Müller, M.Sdrolias, C. Gaina, W. Roest // Geochem. Geophys. Geosyst. − 2008. − N 9. − Q04006. DOI 10.1029/2007GC001743.Müller, R. Age, spreading rates and spreading symmetry of the world's ocean crust / R.Müller, M.Sdrolias, C. Gaina, W. Roest // Geochem. Geophys. Geosyst. − 2008. − N 9. − Q04006. DOI 10.1029/2007GC001743.Abers, G. Thermal-petrological controls on the location of earthquakes within subducting plates / G. Abers, J. Nakajima, P. van Keken, S. Kita, B. Hacker // Earth Planet. Sci. Let. − 2013. − V. 369 – 370. − P. 178–187.Abers, G. Thermal-petrological controls on the location of earthquakes within subducting plates / G. Abers, J. Nakajima, P. van Keken, S. Kita, B. Hacker // Earth Planet. Sci. Let. − 2013. − V. 369 – 370. − P. 178–187.Кондорская, Н.В. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР / Н.В. Кондорская, Н.В. Шебалин (ред.). – М.: Наука. − 1977. − 535 с.Кондорская, Н.В. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР / Н.В. Кондорская, Н.В. Шебалин (ред.). – М.: Наука. − 1977. − 535 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.