В качестве ликбеза.
В сейсмологии есть несколько основных законов, в частности уже больше века как известен закон Омори, об афтершоках - их частота гиперболически убывает со временем после основного события сильного землетрясения. "Это - норма".
Ну и еще кое-что про их пространственное распределение и распределение интенсивностей в принципе известно.
Афтершок, или повторный толчок, — толчок, происходящий после основного и меньший по сравнению с ним. Сильные землетрясения всегда сопровождаются многочисленными повторными толчками. Их количество и интенсивность со временем уменьшаются, а продолжительность проявления может длиться месяцами. Особенно велика вероятность сильных афтершоков в первые часы после главного толчка. Известно много случаев, когда повреждённые главным ударом здания рушились именно при повторных, менее сильных толчках. Повторные толчки представляют угрозу при проведении спасательных работ.
Наличие афтершоков связано не столько с остаточными напряжениями непосредственно в очаге, сколько с быстрым (во время главного удара землетрясения) увеличением напряжения в окрестностях очага случившегося землетрясения из-за перераспределения напряжений. Во время главного удара землетрясения — пластической (и хрупкой) деформации пород земной коры в очаге землетрясения жёсткая плита земной коры сдвигается как целое на десятки сантиметров или даже на метры. При этом механические напряжения в очаге уменьшаются от максимальных (от уровня предела прочности) до минимальных остаточных. Зато напряжение в окрестностях очага существенно увеличивается (в результате смещения плиты), иногда приближая это напряжение к самому пределу прочности. При превышении предела прочности (в окрестностях очага главного удара) и происходят повторные толчки. В результате смещения плиты механические напряжения возрастают и на большом удалении от очага (подобно тому, как это происходит в окрестностях очага). В результате такого возрастания напряжения на границах плиты могут приблизиться к пределу прочности коры по её периметру, вследствие чего после больших землетрясений — смещений по границе плиты может пройти череда индуцированных землетрясений.
Из прилагаемой карты на примере Аляски-1964 легко видеть, насколько далеко индуцированные афтершоки могут отстоять от положения основного очага. Там не сразу в глаза бросается, основной эпицентр, помеченный звёздочкой - на самом верху чуть справа от середины. И от него более чем на 6 градусов к югу распространяются афтершоки.
И это даже когда поблизости нет других сейсмозон, всегда полных напряжений.
После вчерашнего турецкого землетрясения сколько-нибудь значительные (не с практической, а с сейсмологической) точки зрения афтершоки ожидаемо произошли в типичных сейсмоактивных регионах - напр., в Карпатах, на Балканах, Сицилии, Португалии. При этом эти вполне фиксируемые приборно сейсмособытия НЯП не привели к сколько-нибудь заметным проявлениям "на поверхности" - т.е. население их почти не заметило ("люстра закачалась", 4 балла) или вообще не заметило.
Афтершоки представляют собой яркий пример результата триггерного воздействия на лито-
сферу. При этом в качестве явного триггера выступает главный толчок, запускающий процесс
разрядки накопленных тектонических напряжений в локальной области очага, а афтершоки явля-
ются элементарными актами этого процесса. Мы исходим из концепции нестационарности горных
пород в очаговой области, являющейся ее важнейшим свойством.
Хорошо известно, чrо общее число афтершоков и размеры области
занимаемой их гипоцентрами в среднем закономерно возрастают с ростом
величины главного землетрясения [27,28] . Известно также, что частота
возникновения афтершоков независимо от величины землетрясения со временем
убывает по одному и тому же закону. Однако количественное
описание этих закономерностей у различных исследователей существенно
различается.
...Однако легко убедиться , что у землетрясений с М0 > 1028 дин*см
фактические размеры зон афтершоков систематически превышают значения,
вытекающие из этих соотношений.
...
Труднее прийти к определенным выводам относительно распределения
афтершоков по глубине . Известно, что у коровых землетрясений афтершоки
ниже подошвы коры практически нe наблюдаются. Есть также некоторые
основания полагать , что афтершоки наиболее сильных землетрясений
распределяются по глубине таким же образом, как и обычные фоновые
землетрясения . Но большинство последних (90-95% ) , как показывают
исследования региональной сейсмичности, концентрируются в слое коры.
мощностью 10-15, максимум 20 км. Так как глубина очагов определяется
с невысокой точностью , то и эти оценки следует считать завышенными.
Все это позволяет высказать предположение , что афтершоки возникают
только в том слое коры, который отвечает за фоновую сейсмичность, и что
вертикальные размеры области их распространения ограничиваются толщиной
этого слоя, не превышающей, по-видимому 10 км.
Первым исследованием по оцениванию области ожидаемой афтершоковой актив-
ности стала опубликованная в середине прошлого столетия на японском языке работа
сейсмологов Т. Утсу и А. Секи [Utsu, Seki, 1954], в которой было предложено эмпири-
ческое соотношение, связывающее площадь области афтершоков и магнитуду основно-
го толчка:
lgA = aMm + b, (1)
где A – площадь области афтершоков; Mm – магнитуда основного толчка; a и b – пара-
метры регрессии, оцениваемые по исходным данным. Оценки, полученные на основе
афтершоковых последовательностей 39 землетрясений, зафиксированных в 1931–
1953 гг. в районе Японии с магнитудами от 6.5 до 8.5 [Utsu, Seki, 1954], показали, что
значения параметров a и b не зависят от того, где – в океане или на суше – произошел
основной толчок; с учетом доверительных интервалов а?1, b?3.4.
Используя формулу (1) и соотношение между магнитудой и упругой энергией
сейсмических волн lgE (Дж)=1.5M + 4.8, которое известно как соотношение Гуттенбер-
га–Рихтера [Gutenberg, Richter, 1956], японский профессор К. Цубои [Tsuboi, 1956] по-
лучил пропорциональную связь между энергией основного толчка и площадью области
его афтершоков в виде E~A1.5.
...
Графики эмпирических функций распределения случайной величины (5), постро-
енные для всех анализируемых основных событий без разделения по типам их фокаль-
ных механизмов, а также отдельно для сдвигов, сбросов и взбросов, приведены на
рис. 3. При построении магнитуды афтершоков не ограничивались; длительность рас-
сматриваемых серий составляла до одного года от момента основного толчка. Получа-
ется, что для всех типов фокальных механизмов круг с центром в эпицентре основного
толчка при радиусе 0.03*100.5Mm содержит все афтершоки, ожидаемые в течение года
после основного толчка. Отметим, что круг радиуса 0.02*100.5Mm км [Tsuboi, 1956; Wu,
Zhao, Wu, 2013] содержит все такие афтершоки с вероятностью 0.32.
Полученные результаты имеют важное практическое значение, поскольку сразу
же после того, как произошло сильное землетрясение, позволяют оценить не только об-
ласть, внутри которой с вероятностью 95 и 99 % можно ожидать развитие афтершоко-
вой активности, но и области, где с той же вероятностью возможны сильные афтершо-
ки с M?4.5, M?6.0 и M?Mm–1.1.
В заключение приведем алгоритм оценивания области афтершоковой активности
по информации об основном толчке. В этом случае входными являются следующие
данные:
– магнитуда основного толчка Mm;
– тип его фокального механизма (может быть неизвестен);
– время после основного толчка, для которого выполняется оценка, – t = 2–1, 20, 24,
25, 26, 28.5 сут;
– пороговые значения магнитуд афтершоков Mth=4.5, 6.0 или Mm–1.1;
– значение вероятности q=0.95 или 0.99, с которой область будет содержать все
афтершоки с М?Mth.
Задавшись значениями Mth, ?=log2t, типом фокального механизма основного толч-
ка и q, по соответствующим таблицам находим значение Q(q), используя для Mth=4.5
табл. 3, для Mth=6.0 табл. 5, Mth=Mm–1.1 табл. 7. После этого по формуле (6) вычисляем
радиус области афтершоковой активности R(q).
Более сильные землетрясения имеют больше и больше афтершоков, и последовательности могут длиться годами или даже дольше, особенно когда крупное событие происходит в сейсмически спокойной области; см., например, Ново-Мадридскую сейсмическую зону, где события до сих пор следуют закону Омори от основных толчков 1811–1812 гг.
Сейсмологи используют такие инструменты, как модель последовательности афтершоков эпидемического типа (ETAS), для изучения каскадных афтершоков и форшоков
из описания задержек проявления последствий земле-
трясения создается впечатление, что процесс разрушения распростра-
няется по некоторым выделенным в пространстве линиям. Иногда он быст-
ро — за несколько минут — проходит расстояние в сотни километров вдоль
одной линии, останавливается и снова с большой скоростью устремляется
в другом направлении. Характерные времена этого сложного процесса
изменяются от нескольких минут до нескольких часов. Сами разрушения
возникают не вследствие максимальных ускорений в сейсмической волне.
Они задерживаются до того момента, когда на Земле появляются колеба/
ния поверхности с большими амплитудами, трещины и провалы.
Надо сказать, что эти характерные временные интервалы — десятки
минут и часы — содержатся в записях сейсмического сигнала (см. рис. 1, 5)
и в вариациях уровня поверхности воды в волне цунами (см. рис. 2).
Именно по задержкам генерации волны цунами в различных местах очага
[2] сами задержки обнаруживаются наиболее отчетливо.