Реферат. «Развитие сейсмологии с целью изучения
advertisement
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Открытое акционерное общество «Научно–производственная фирма «Геофизика» Направление 05.06.01- Науки о Земле Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых РЕФЕРАТ по истории науки о Земле на тему « Развитие сейсмологии с целью изучения сейсмического режима Земли (XX в.)» Аспирант (соискатель): _____________ ______________________ подпись фамилия и.о. Специалист по истории науки: __________ _____________ ______________ подпись уч.степень и уч.звание Уфа - 2015 фамилия и.о. Оглавление ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................... 3 ГЛАВА 1. РАЗВИТИЕ СЕЙСМОЛОГИИ В СССР ................................. 5 ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ВУЛКАНИЧЕСКОЙ СЕЙСМОЛОГИИ (1991-2001 ГГ.)...................... 16 ГЛАВА 3. О ЦЕНТРЕ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ........................................................................................................................... 19 3.1. ОСНОВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ......................................................... 19 3.2. СЕТЬ СЕЙСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ .............................................. 20 3.3. ПЕРСПЕКТИВЫ ................................................................................... 21 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................. 23 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................... 24 2 ВВЕДЕНИЕ Современная сейсмология — отрасль геофизики и принадлежит к числу наук о Земле. Ее методы близки главным образом к методам экспериментальной физики. Исследования сейсмических явлений имеют большое теоретическое и практическое значение. Они незаменимы при изучении внутреннего строения Земли, при построении любых гипотез о ее глубинах. На основе сейсмических наблюдений разрабатываются проекты сейсмостойких зданий, составляют карты сейсмического районирования, необходимые для планирования сейсмостойкого строительства, ищут возможности для предсказания землетрясений и предупреждения появления цунами — гигантских волн, вызываемых землетрясениями в океане. Сейсмология дает возможность предсказания вулканических извержений на основе сведений о повышенной сейсмичности в зоне вулканов. Ее методами также пользуются при разведке полезных ископаемых и констатации отдаленных подземных взрывов. Таков неполный перечень проблем, связанных с современной сейсмологией. Сейсмологические исследования в XX веке разделились на три основных этапа: период инструментальных наблюдений на удаленных станциях (1897-1946 годы), начало сейсмологических наблюдений (19471960 годы), период детальных сейсмологических исследований (1961-1993 годы). Основные работы по созданию сети сейсмостанций и разработке методики наблюдений, по изучению сейсмичности Земли, ее связей с глубинным строением и вулканизмом, по изучению сильных землетрясений и закономерностей сейсмичности, по сейсмическому прогнозу и большинству других направлений сейсмологических исследований были выполнены Институтом вулканологии ДВО РАН в третьем периоде, 19611993 годах, длившемся треть XX века. 3 Рассмотрим историю и главные результаты сейсмологических исследований в течение трех их периодов. Подобные сведения приводились ранее в ряде статей (Федотов, Багдасарова, 1974), (Федотов, Шумилина, 1985), (Федотов, 1987), (Федотов, Шумилина, Чернышева, 1987 ), и др. 4 ГЛАВА 1. РАЗВИТИЕ СЕЙСМОЛОГИИ В СССР В развитие сейсмологии Советский Союз внес значительный вклад. С этой позиции следует оглянуться назад и оценить путь, пройденный советской и мировой сейсмологией за 50 лет прошлого столетия. Основной прогресс в области сейсмологии в первой половине XX века связан с тремя странами: Советским Союзом, США и Японией. В некоторых отношениях СССР играет ведущую роль. Это относится, например, к таким проблемам, как изучение землетрясений и сейсмическое районирование. Развитие сейсмологии в России началось в связи с изучением разрушительных землетрясений второй половины XIX в. Так, например, в 1862 г. на Байкале произошло землетрясение, с которым связано опускание значительного участка побережья, известного ныне под названием залива Провал. Тяжелые разрушения вызвали на Кавказе в районе Шемахи землетрясения 1859 и 1872 гг. Следует вспомнить землетрясение, жестоко разрушившее в 1887 г. город Верный (ныне Алма-Ата). Первым учреждением, в котором начались отечественные сейсмологические работы, было Русское географическое общество. Много сделали для развития сейсмологии геологи А. П. Орлов и И. В. Мушкетов. Они составили первый каталог землетрясений в России и сопредельных странах, изданный в 1893 г. Он имеет ценность и сейчас. В работах этого периода установлена закономерная связь между землетрясениями и тектоническими движениями, в первую очередь связь с тектоническими разрывами и дислокациями земной коры, хотя эти выводы носили еще описательный качественный характер. В то время и сама сейсмология являлась, скорее, частью физической географии, чем самостоятельной наукой о Земле. Сейсмология не располагала тогда современными методами исследований, основанными на экспериментальной физике, механике и математике. Возможность регистрации в какой-либо точке упругих колебаний от удаленного от нее землетрясения была 5 установлена еще в 1889 г. при сравнении записи колебаний маятника, предназначенного для фиксации колебаний отвеса под влиянием лунносолнечного тяготения, с моментом землетрясения в Японии на расстоянии более 8000 км. Однако геофизические приборы были весьма несовершенны, но в конце XIX века даже такими примитивными сейсмографами были оборудованы всего три обсерватории: в Николаеве, Харькове и Юрьеве (Тарту). Началом же сейсмических исследований в России является организация в 1900 г. при Российской Академии наук Постоянной сейсмической комиссии. В ее деятельности принял участие Б. Б. Голицын, в этом отношении которого мировая наука обязана существенным достижением — созданием в начале века сейсмографов, в которых впервые колебания Земли были преобразованы в электрический ток. Теперь особенно ясно, что именно это преобразование открыло новые горизонты в сейсмологии. Б. Б. Голицын многое сделал и для развития физических основ сейсмологии. Так, в 1909 г. им был разработан способ определения направления на эпицентр землетрясения. Способ этот позволяет оценивать место землетрясения по наблюдениям одной сейсмической станции. Он впервые ввел определение энергии землетрясений по сейсмограммам удаленных сейсмических станций. Б. Б. Голицын занимался также исследованием внутреннего строения Земли на основании наблюдений над упругими волнами, распространяющимися из очагов далеких землетрясений. Изучая в 1913 г. направление выхода этих волн на поверхность, он обнаружил, что на глубине 100 и около 500 км физические свойства вещества Земли довольно резко изменяются. Результаты этих исследований имели важное значение для развития физики Земли. Под руководством Б. Б. Голицына было организовано несколько сейсмических станций первого 6 класса для записи колебаний от удаленных землетрясений, а также станции с аппаратурой для регистрации местных землетрясений. К 1923 г. в результате войны и ее последствий в СССР работали всего лишь три сейсмические станции: в Пулкове, Свердловске и организованная в 1922 г. В. Ф. Бончжовским станция в Кучине. Немного было и сейсмологов. В последующие советскими годы учеными группа и сейсмологов составила отдел пополнилась сейсмологии молодыми Физико- математического института Академии наук СССР. Его возглавил П. М. Никифоров, ученик и сотрудник Б. Б. Голицына. К 1926 г. возобновили нормальную работу шесть первоклассных сейсмических станций страны: в Пулкове, Свердловске, Ташкенте, Макеевке, Баку и Тбилиси. Проектирование в 1927 г. трассы Туркестано-Сибирской железнодорожной магистрали потребовало сформулировать новые задачи: детальное изучение сейсмичности территории СССР, в первую очередь регионов Средней Азии, Кавказа и Крыма, и разработка научных основ сейсмостойкого строительства, что в свою очередь требовало знания расположения эпицентров землетрясений и их интенсивности в сейсмоактивных зонах и вообще на территории Советского Союза. Для изучения региональной сейсмичности прежде всего были необходимы сведения о локализации землетрясений. В связи с этим начиная с 1927 г. за пять лет число сейсмических станций в СССР увеличилось почти в три раза. Организация большего числа сейсмических станций и необходимость научных обобщений и теоретических изысканий потребовали новых организационных форм, и в 1928 г. в Академии наук СССР был создан Сейсмологический институт. Одной из значительных и практически важных задач, которые решил Сейсмологический институт в первые годы существования, явилась первая схема сейсмического районирования территории СССР. Эта работа была результатом изучения разрушительных последствий землетрясений и геологической обстановки сейсмоактивных 7 регионов, а также обобщения данных сейсмических станций. Схема сейсмического районирования была утверждена в законодательном порядке для регулирования строительства в сейсмоактивных зонах Советского Союза. Позже, на основании специальных исследований, были составлены государственные нормы строительства сейсмостойких сооружений. В Сейсмологическом институте начали развиваться и другие направления. К ним следует отнести изучение вибраций и сотрясений крупных промышленных сооружений (мостов, фундаментов), развитие сейсмического метода разведки полезных ископаемых, конструирование новой сейсмической аппаратуры. В институте стали создаваться основы новой теории распространения сейсмических волн и начались исследования сейсмическими методами строения земной коры и земных глубин. В нем были разработаны и внедрены первые советские сейсмографы с оптической и гальванометрической регистрацией, осциллограф и другое оборудование для сейсмических станций. В первом приближении был изучен разрез земной коры в Средней Азии и на Кавказе по наблюдениям региональных сейсмических станций, а ее строение на Урале ив центре Русской платформы — по наблюдениям сейсмических волн мощных взрывов. Были исследованы глубины очагов землетрясений на Дальнем Востоке (Охотская зона) и на Памире (Гиндукушская зона глубоких землетрясений). В первые послевоенные годы начались комплексные исследования сейсмичности Гармского, наиболее активного района СССР. Там были поставлены наблюдения над деформацией земной коры и наклонами земной поверхности, связанными с землетрясениями. Интенсивное развитие сейсмологии началось после разрушительного Ашхабадского несомненными землетрясения достижениями, 6 октября 1948 выявились и г. Тогда, некоторые наряду с недостатки отечественной сейсмологии. К числу достижений относилась правильность мер обеспечения сейсмостойкости сооружений. Недостаточной оказалась 8 оперативность системы сейсмических наблюдений того времени и сравнительно малая точность определения положения эпицентров и глубин очагов, а также отсутствие способов оценки силы сотрясения в эпицентральной зоне по записям удаленных сейсмических станций. Следует отметить некоторые успехи, достигнутые в изучении детального «текущего» сейсмического режима отдельных сильносейсмических районов. Эти работы, помимо изучения условий возникновения сильных землетрясений, дали дополнительные ценные сведения для детализации сейсмического районирования, связанного с тем, что сильные землетрясения происходят редко, а слабые значительно чаще. Таким образом, появилась возможность получить необходимые данные за более короткие сроки. В результате определяется экспериментальная зависимость между относительной энергией и частотой землетрясений в районах высокой сейсмической активности и сильнейших землетрясений. Такие работы проводились совместными силами Академии наук СССР и республиканских академий наук. Они осуществлялись в экспедициях и на местных сетях постоянных сейсмических станций. Для этой цели проведены экспедиционные исследования на Кавказе, в Туркмения, Таджикистане и Казахстане. Организованы локальные сети высокочувствительных сейсмических станций в Северном Тянь-Шане и Таджикистане. Подробные сведения о сейсмическом режиме получены в Гармской зоне. Первые попытки исследования сейсмического режима плейстосейстовых областей (областей наибольшего разрушения вокруг эпицентров) показали, что оно невозможно без учета особенностей глубинного строения земной коры в зонах размещения очагов землетрясений и без выявления глубоких разломов в земной коре, к которым тяготеют очаги крупных землетрясений. Для этой цели Г. А. Гамбурцевым и его учениками были разработаны и применены методы и аппаратура для глубинного сейсмического зондирования земной коры и определения положения 9 глубинных разломов. Последние обнаруживаются путем высокоточного определения положения очагов очень слабых, но частых землетрясений, обычно возникающих вдоль таких разломов. Метод глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) основан на использовании сравнительно небольших взрывов и на применении принципов подобия записей при прослеживании сейсмических волн, принятых в сейсморазведке. Этот метод позволяет изучать строение земной коры с гораздо большей точностью и детальностью, чем раньше. Наиболее значительные результаты, имеющие мировую известность, при помощи метода ГСЗ получены по программе Международного геофизического года, когда было изучено строение земной коры в зоне Охотского моря, Камчатки, Курильских, Командорских островов и о-ва Сахалин — переходной от Азиатского континента к Тихому океану. При этом было пройдено несколько тысяч километров морских и сухопутных комплексных профилей с применением других геофизических методов. В результате был обнаружен особый тип земной коры, переходный от океана к континенту. Он характеризуется значительной толщей осадочных напластований, незначительной мощностью гранитного комплекса, часто с нечеткой границей у подошвы, и довольно мощной толщей пород базальтовой группы. Такие же особенности затем были обнаружены и во внутренних морях — Каспийском и средней части Черного моря. Эти особенности строения земной коры в переходных зонах и в центральных частях некоторых внутренних морей были позже подтверждены на основании наблюдений над короткопериодными поверхностными сейсмическими волнами. В настоящее время метод ГСЗ пользуется всемирной популярностью и очень широко применяется почти при всех региональных геолого-геофизических исследованиях. В СССР впервые была использована модель землетрясения в виде механической дислокации. Теоретический источник, эквивалентный очагу 10 землетрясения, представляется при этом в виде площадки внутри Земли, противоположные грани которой внезапно смещаются одна относительно другой в плоскости скольжения. По-видимому, такой источник в условиях больших гидростатических давлений является наиболее вероятным. В связи с этим была разработана методика такого моделирования. По этой методике проведено исследование очагов землетрясений в основных сейсмоактивных областях мира: Тихоокеанской, Азиатско-Средиземноморской, АрктикоАтлантической и др. Так, например, в очагах всего Тихоокеанского кольца и большей части Азиатского пояса напряжения сжатия ориентированы горизонтально и вкрест простирания структур. В зоне очагов Атлантического пояса и Прибайкальской зоны горизонтально и вкрест простирания структур ориентированы напряжения растяжения. Также одной из задач сейсмологии составляли теоретические исследования внутреннего строения Земли, в первую очередь ее верхней оболочки — верхней мантии и влияния последней на развитие земной коры. Изучение распространения упругих волн, вызываемых удаленными землетрясениями, является основным методом при построении сейсмической модели Земли. Результаты советских работ того времени в этом направлении касаются изучения слоистости и механических свойств оболочки Земли, залегающей между земной корой и земным ядром, и самого земного ядра, граница которого лежит на глубине 2900 км. Исследованы также условия существования так называемых границ раздела второго рода (менее четких) внутри оболочки Земли. На этих границах на глубине 1200, 1700, 2300 км предполагалось изменение градиента скорости сейсмических волн как функции глубины. В результате изучения амплитуд продольных и поперечных волн установлено, что вероятнее существование не четких границ, а довольно плавного изменения упругих и других механических свойств в переходных зонах, мощностью порядка первых сотен километров. 11 Рис.1. Григорий Александрович Гамбурцев - советский сейсмолог, один из основоположников сейсмической разведки в СССР. Исследования поляризованных поперечных волн, распространяющихся через слой повышенной скорости сейсмических волн на глубине около 500 км, показали анизотропию, неравномерность свойств вещества оболочки Земли на этой глубине. 12 По сейсмограммам советских сейсмических станций, содержащим наблюдения над объемными волнами от глубоких землетрясений юга СССР, Афганистана и Индии с очагами 200 км под земной поверхностью, было получено детальное распределение скоростей распространения сейсмических волн до глубины 1400 км и обнаружены два минимума скорости поперечных волн: на глубинах 150 и 350 км. Результаты исследования строения земного ядра позволили оценить резкость границы субъядра (внутреннего центрального твердого ядра) на глубине 5000 км. При этом впервые было доказано существование волн, отраженных от этой границы. Сделаны предварительные оценки пределов величины твердости внутреннего ядра, которая едва ли превосходит 10% от твердости земной оболочки. Кроме продольных и поперечных сейсмических волн, которые распространяются, отражаются и преломляются в мантии и земной коре, возникают поверхностные (идущие вдоль поверхностей слоев Земли) сейсмические волны, скорость распространения которых зависит от периода колебаний. Эти волны позволяют получать ценную дополнительную информацию о строении Земли и земной коры. При этом, например, поверхностные сейсмические волны Релея и Лява при периодах более 10 мин практически свободны от влияния земной коры и доставляют информацию о строении оболочки Земли и даже земного ядра. Эти длинные поверхностные волны представляют интерес в связи с тем, что их скорости отражают лишь крупные и глубинные особенности строения Земли. В частности, такие волны были зарегистрированы от Чилийского землетрясения 1960 г. и Аляскинского землетрясения 1964 г. Так, при сильнейшем землетрясении на Аляске 28 марта 1964 г. при помощи макетных установок были зарегистрированы релеевские волны, обежавшие вокруг Земли более пяти раз и прошедшие свыше 200 тыс. км за 12 час. Характер изменения фазовой скорости с изменением периода 13 колебаний определяется строением Земли до глубины порядка 700 км; период этих волн составляет около 8 мин. B 1946 г. сейсмологические на севере Камчатки наблюдения за начались сейсмическим инструментальные режимом активных вулканов, со времени открытия в поселке Ключи первой сейсмической станции. К началу 1962 г. в районе Северной группы вулканов работали три постоянные сейсмические станции, которые вошли в создававшуюся в эти годы региональную сеть станций Камчатки. В настоящее время в районе Северной группы вулканов существует сеть из 10 радиотелеметрических станций, с конца 1996 г. ведется цифровая регистрация. С 1964 г. началась регистрация на сейсмической станции Авача у подножия Авачинского вулкана (Южная Камчатка), расположенного в 30 км от г.Петропавловск-Камчатский. С 1996 г. в районе Авачинско-Корякской группы вулканов работает пять радиотелеметрических станций с цифровой регистрацией. Сейсмологические наблюдения в районе Карымского вулкана с 1965 г. проводились эпизодически с помощью временных сейсмических станций, в 1970 г. была организована непрерывная регистрация в 3,4 км от вулкана. В настоящее время вместо этой станции работает установленная в 1,7 км от вулкана радиотелеметрическая станция с цифровой регистрацией. В 1991 г. на Камчатке был организован Институт вулканической геологии и геохимии, в котором работает научно-исследовательская группа вулканической сейсмологии в составе В.А.Широков, В.И.Горельчик, О.С.Чубаровой и А.В.Сторчеуса. Начало научным исследованиям сейсмичности вулканов Камчатки было положено в трудах российских вулканологов В.И.Влодавца, Б.И.Пийпа, Г.С.Горшкова, П.И.Токарева. Особого внимания заслуживают работы Г.С.Горшкова и П.И.Токарева, в которых были изложены и интерпретировались первые данные о сейсмичности вулканов Северной 14 Камчатки и которые на долгое время стали "учебными пособиями" для не одного поколения камчатских вулканологов-сейсмологов. В статьях Г.С. Горшкова дано первое описание вулканического дрожания и различных типов вулканических землетрясений, предлагалось ввести широко распространенный в настоящее время термин "вулкано-тектоническое землетрясение", отмечена определяющая роль глубины очагов в различиях между типами землетрясений, указывалось на возможность прогноза места и силы извержений вулканов по сейсмологическим данным [16-20,75]. С поразительной интуицией, основываясь на весьма ограниченном материале, Г.С.Горшков сделал основополагающие предположения о том, что питающая магматическая система Ключевского вулкана должна протягиваться до низов коры и уходить в верхнюю мантию. Предложенная Г.С.Горшковым методика обнаружения магматических очагов вулканов по затуханию сейсмических волн от землетрясений получила признание во всем мире. Возросшая детальность сейсмологических наблюдений в районе Ключевской группы вулканов позволила провести исследование сейсмической активности вулкана Безымянный на новом этапе развития внутрикратерного экструзивного купола. Этап начался с 1977 г. и характеризовался переходом от экструзивно-эксплозивных извержений к эксплозивно-эффузивным. 15 ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ВУЛКАНИЧЕСКОЙ СЕЙСМОЛОГИИ (1991-2001 ГГ.) Со времени организации Института вулканической геологии и геохимии в 1991 г. работы в группе вулканической сейсмологии проводились и проводятся по следующим основным направлениям: Разработка и совершенствование методов обработки сейсмологической информации с целью получения детальных данных, являющихся основой для фундаментальных и прикладных исследований сейсмичности вулканического процесса (В.И.Горельчик, О.С.Чубарова). Создание и заполнение базы данных "Вулканические землетрясения Камчатки" (О.СЧубарова). Исследование пространственно-временных закономерностей сейсмичности вулканов Северной группы с целью выявления новых и совершенствования существующих предвестников извержений, изучения глубинного строения вулканических аппаратов, построения моделей вулканического процесса (В.И.Горельчик, О.С.Чубарова, А.В.Сторчеус, В.А.Широков). 4 Участие в работе группы KVERT (Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team) в рамках международной программы по обеспечению безопасности полетов (О.С.Чубарова). Результаты работ: Модернизирована и приспособлена для IBM PC программа определения гипоцентров и энергетических характеристик землетрясений, разработанная совместно с Объединенным Институтом физики Земли, использующая принятую еще в 70-е годы шестислойную модель земной коры. По этой переопределение программе очагов выполнено землетрясений, и продолжает координаты выполняться которых были рассчитаны ранее вручную. 16 Спроектирована структура и производится заполнение в СУБД FoxPRO базы данных, представляющей систему взаимосвязанных файлов, которая позволяет представить результаты детальных сейсмологических исследований в районе Северной группы вулканов Камчатки в виде комплексной информации. В настоящее время в базе данных имеется достаточно однородный каталог, содержащий подробные данные по ~ 10000 коровых вулканических и тектонических землетрясений района Северной группы вулканов за 1976-1996 гг. Производится компьютерная обработка материалов 1971-1975 гг., обработанных ранее вручную. Исследование скоростного строения и напряженно-деформированного состояния среды в районе активных вулканов по сейсмологическим данным. Работы по этому направлению выполнялись совместно с Объединенным Институтом физики Земли РАН. Объект исследований - районы Большого трещинного Толбачинского извержения и всей Ключевской группы вулканов. Разработанная авторами методика слежения за изменениями различных физических характеристик среды под воздействием поля напряжений опробована при исследовании процесса подготовки и развития БТТИ в 1975 г. В качестве исходных данных использовались времена пробега P и S волн от слабых землетрясений из района расположения сейсмических станций и вулканов. аналитически как При отношение слежении времен за параметром, пробега волн P вычисляемом и S волн, зарегистрированных единичной сейсмической станцией, были получены краткосрочный предвестник (прогностическая кривая) и средне- долгосрочный предвестник (суммарные карты распределения параметра по площади и изменение карт во времени). Предвестники предваряли отдельные переломные моменты в развитии извержения. По параметру, прямо связанному с полем напряжений, были вычислены среднее давление, ориентация главных осей деформации и осуществлен их мониторинг. Показано хорошее совпадение полученных результатов с данными геолого17 геофизических и вулканологических наблюдений, выполненных в период извержения. Это обстоятельство является подтверждением того, что предложенный комплекс алгоритмов и программ может быть с успехом использован для прогноза землетрясений. На основе использования созданного в группе вулканической сейсмологии каталога местных землетрясений района Северной группы вулканов и комплексного метода реконструкции трехмерного скоростного строения и восстановления напряженно-деформированного состояния среды получены новые данные о структуре скоростного поля и напряженнодеформированного состояния земной коры в районе Ключевской группы вулканов Камчатки, включая зону БТТИ. Обнаруженные зоны повышенных и пониженных скоростей хорошо геологическим данным структурами. располагается область пониженных сквозькоровый разлом, согласуются В центральной скоростей, проходящий с через известными части которую по района пересекает действующие вулканы центрального типа и зоны ареального вулканизма, и является основной магмоподводящей структурой, контролирующей современную вулканическую деятельность Ключевской группы вулканов. В целом скоростной разрез вкрест вулканов Ключевской и Безымянный более высокоскоростной, чем в районе вулкана Плоский Толбачик и Северного и Южного прорывов БТТИ. Выявлены специфические физические свойства среды в Толудской сейсмоактивной зоне (область к востоку и юго - востоку от вулкана Плоский Толбачик) - сохраняющиеся до глубин 15 км пониженные скорости и положительные величины среднего давления, свидетельствующие о существовании здесь значительной области разуплотнения. Эти свойства обусловили отток в нее магмы во время развития трещинного Толбачинского извержения в 1975 г. и образования провальной кальдеры в вершинном кратере Плоского Толбачика. 18 ГЛАВА 3. О ЦЕНТРЕ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА 3.1. ОСНОВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ Центр сейсмологического мониторинга (ЦСМ) ведет свою историю с 1999 г., когда была открыта сейсмостанция «Красноярск». На начало 2014 года сейсмическая сеть ГПКК «КНИИГиМС» включала 13 сейсмических станций: 8 сейсмостанций располагались на территории края, три в Республике Хакасия и две в Республике Тыва. Основной целью деятельности ЦСМ является оперативный контроль за сейсмической обстановкой на территории Красноярского края и прилегающих районов с информированием о ней органов власти и структур МЧС России. Центр сейсмологического мониторинга обеспечивает: срочное оповещение структур МЧС России о возникновении относительно сильных сейсмических событий в течение не более 5 мин; подготовку и передачу в органы власти и структуры МЧС России срочных сообщений с параметрами сильных землетрясений (магнитуда М ≥ 3,5) и оценкой их последствий в течение 10-15 мин; круглосуточное проведение сейсмических наблюдений; ежедневное заинтересованных оповещение служб о структур параметрах МЧС России сейсмических и событий, произошедших за сутки; функционирование оборудования сейсмической сети; развитие сейсмической сети; сбор, обработку и анализ сейсмических данных; подготовку прогностической, аналитической и расчетной информации о сейсмической обстановке; проведение экспериментальных и теоретических научных исследований, направленных на оценку сейсмической опасности. 19 ЦСМ КНИИГиМС входит в состав сил постоянной готовности государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Для контроля за текущей сейсмической обстановкой в ЦСМ организовано круглосуточное дежурство опытных операторов, а также сбор информации со всех сейсмических станций сети в режиме близком к реальному времени. В июле 2014 г. была запущена автоматическая обработка сейсмических событий с передачей ее результатов в структуры МЧС России, позволяющая оценивать параметры сильных событий в первые минуты после их возникновения. 3.2. СЕТЬ СЕЙСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ В настоящее время сейсмическая сеть ГПКК «КНИИГиМС» состоит из 10 сейсмических станций. Информация с них поступает в Центр сейсмологического мониторинга на обработку в режиме близком к реальному времени. Рис.2. Сейсмическая сеть ГПКК «КНИИГиМС» 20 3.3. ПЕРСПЕКТИВЫ Возникновение Тувинских землетрясений в 2011-2012 гг. привлекло дополнительное внимание властей Красноярского края и подразделений МЧС России к проведению работ по сейсмическому мониторингу. В 2013 г. был разработан проект по модернизации и расширению сейсмологической сети КНИИГиМС. Проектом предусматривается создание на территории Красноярского края сети сильных движений на базе широкополосных акселерометров Guralp GMG-5TС, обладающих большим динамическим диапазоном. Сейсмические станции должны располагаться в городах (включая г. Красноярск и г. Железногорск), а также в большинстве районных центров. Это позволит на основе инструментальных наблюдений оценивать интенсивность сотрясений в населенных пунктах в режиме, близком к реальному времени, что значительно повысит реакции оперативность на последствия Положение возможные землетрясений. запланированных опорных станций сейсмических и регистрации пунктов сильных движений земли показано на рисунке ниже. Рис.3. Проект модернизации сейсмической сети Красноярского края. 21 Дополнительно планируется открытие новых сейсмостанций и модернизация существующих пунктов наблюдений ЦСМ КНИИГиМС с заменой устаревших сейсмических датчиков и регистраторов, а также с организацией оперативной передачи данных с применением спутниковых каналов связи. Для обеспечения наибольшей оперативности информирования о сильных сейсмических событиях обработку сейсмических данных предполагается вести в ЦСМ КНИИГиМС в автоматическом режиме с проведением предварительной оценки текущей обстановки и передачей срочных сообщений в обновленный Центр управления в кризисных ситуациях Главного управления МЧС России по Красноярскому краю и дежурно-диспетчерские службы муниципальных образований. В планах развития работ по сейсмологическому мониторингу территории Красноярского края, в том числе Красноярск-Железногорской агломерации, предусматривается расширение сотрудничества с промышленными предприятиями края с информированием их специалистов о результатах мониторинга, а также с включением ведомственных сейсмостанций в региональную сеть Красноярского края. 22 ЗАКЛЮЧЕНИЕ При рассмотрении развития сейсмологии в XX веке, как отрасли геофизики, применяемой с целью изучения сейсмического режима Земли, мы изучили вклад СССР в установлении закономерной связи между землетрясениями и тектоническими движениями. Также отметили успехи, достигнутые в изучении детального «текущего» сейсмического режима отдельных сильносейсмических районов. Эти работы, помимо изучения условий возникновения сильных землетрясений, дали дополнительные сведения, которые в результате помогают определять экспериментальную зависимость между относительной энергией и частотой землетрясений в районах высокой сейсмической активности и сильнейших землетрясений. Также были рассмотрены проведенные исследования сейсмических явлений, которые незаменимы при изучении внутреннего строения Земли, при построении любых гипотез о ее глубинах. Разработанные современные методы мониторинга сейсмологической активности земли позволяют сделать вывод о том, что данная отрасль продолжает успешно развиваться, используя передовые достижения в технике. Благодаря сейсмологии мы имеем возможность предсказания вулканических извержений на основе сведений о повышенной сейсмичности в зоне вулканов. Ее методами также пользуются при разведке полезных ископаемых и констатации отдаленных подземных взрывов. Однако, несмотря на значительные успехи сейсмологов в исследованиях, пока невозможно дать прогноз о сейсмической активности с точностью до дня или месяца. Но все же нельзя исключать прогресс в этой области. И, учитывая, столь стремительное развитие науки и техники, возможно в скором времени будут возможны и краткосрочные (от часов до дня) прогнозы. 23 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Яновская Т.Б. Основы сейсмологии. Санкт – Петербург, 2008. – 222с. 2. Рихтер Ч.Ф. Элементарная сейсмология. Издательство иностранной литературы, Москва, 1963 г., 671 стр 3. Горельчик В.И. Распределение очагов землетрясений в районе Авачинско- Корякской и Жупановской групп вулканов в 1964-1967 гг. // Бюлл. вулканол. ст.1970. N 46. С.9-14. 4.Зобин В.М. Механизм вулканических землетрясений, связанных с извержением вулкана Шивелуч в ноябре 1964 г. // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1970. N 3. С.31-36. 5. Иванов Б.В., Горельчик В.И. Тектоника, сейсмичность и вулканизм района Ключевской группы вулканов // Глубинное строение, сейсмичность и современная деятельность Ключевской группы вулканов / Ред. Б.В. Иванов, С.Т. Балеста. Владивосток, 1976. С.42-51. 6. Рыкунов Л.Н., Смирнов В.Б., Старовойт Ю.О., Чубарова О.С. Самоподобие сейсмического излучения во времени // Докл. АН СССР. 1987. Т.297. N 6. С.1337-1341. 7. Fedotov S.A., Gorelchik V.I., Zharinov N.A. Deformation,earthquakes and mechanism activity of Klyuchevskoy volcano // Volcanic Seismology (Eds. Gasparini, Scarpa,Aki). IAVCEI. Proc. In Volcanology. 1992. P.20-44. 24
