Preview

Литосфера

Расширенный поиск

Оценка самоподобия поля эпицентров землетрясений Байкальского региона

https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-4-640-652

Полный текст:

Аннотация

Объект исследований. Математический аппарат теории фракталов и развитые в его рамках алгоритмы применены для оценки статистического самоподобия полей эпицентров землетрясений Байкальского региона.

Материалы и методы. Решение реализовано на численных моделях и на трех иерархических уровнях литосферы региона. Применен модифицированный способ определения фрактальной размерности, когда аппроксимация данных скей-линга выполняется единообразно для территорий различной формы и размеров при условии максимума коэффициента парной линейной корреляции функции lnN = f(lnr). Численные реализации моделей эпицентрального поля в виде “снежинки Коха” и “ковра Серпинского” подтвердили преимущество способа в условиях ограниченности используемых массивов данных.

Результаты. Сейсмичность отражает процесс разломообразования в литосфере, а применение модифицированного способа позволяет получить более точные параметры состояния разломной структуры литосферы по полю эпицентров землетрясений Байкальского региона. Основное влияние на оценку показателя оказывают два взаимосвязанных фактора: рост объемов инструментальных данных со временем и геометрия распределения эпицентров землетрясений по территории. Использование максимального коэффициента корреляции для оценки самоподобия поля эпицентров землетрясений Байкальского региона позволяет существенно уточнить величину показателя самоподобия - отличие показателя самоподобия (D0 ≈ 1.70) значительно превышает три стандартных отклонения от клеточной размерности (D0 ≈ 1.58).

Выводы. Примененный способ имеет особое преимущество при небольшом количестве исходных данных и позволяет существенно улучшить оценку показателя самоподобия в условиях ограниченной длительности инструментального мониторинга землетрясений. При отсутствии надежных данных о глубинном строении разломно-блочной геосреды применяемый подход и полученные результаты вносят вклад в понимание современной геодинамики и сейсмотектоники литосферы Байкальского региона посредством анализа разломной структуры территорий через фрактальную размерность полей эпицентров землетрясений. В практическом плане информацию по контролю состояния разломной структуры литосферы на основе данных о землетрясениях можно использовать для характеристики сейсмической обстановки и опасности на территориях промышленного и гражданского строительства.

Об авторах

А. В. Ключевский
Институт земной коры, СО РАН
Россия

664033, Иркутск, Лермонтова, 128



Ф. Л. Зуев
Институт земной коры, СО РАН
Россия

664033, Иркутск, Лермонтова, 128



А. А. Ключевская
Институт земной коры, СО РАН
Россия

664033, Иркутск, Лермонтова, 128



Список литературы

1. Зуев Ф.Л., Ключевский А.В. (2015) Вычислительные аспекты характеристик самоподобия сейсмичности Вестн. ИрГТУ, 98(3), 71-75.

2. Каталог землетрясений Прибайкалья. http://www.seisbykl.ru/

3. Ключевский А.В. (2007) Напряжения и сейсмичность на современном этапе эволюции литосферы Байкальской рифтовой зоны. Физика Земли, (12), 14-26.

4. Ключевский А.В., Демьянович В.М., Баяр Г. (2005) Оценка рекуррентных интервалов и вероятности сильных землетрясений Байкальского региона и Монголии. Геология и геофизика, 46(7), 746-762.

5. Ключевский А.В., Демьянович В.М., Джурик В.И. (2009) Иерархия сильных землетрясений Байкальской рифтовой системы. Геология и геофизика, 50(3), 279-288.

6. Ключевский А.В., Зуев Ф.Л. (2006) Исследование динамики сейсмичности в Байкальском регионе. Докл. АН, 409(2), 248-253.

7. Ключевский А.В., Зуев Ф.Л. (2007) Структура поля эпицентров землетрясений Байкальского региона. Докл. АН, 415(5), 682-687.

8. Ключевский А.В., Зуев Ф.Л. (2011) Фрактальные оценки сейсмического процесса в литосфере Байкальского региона. Литосфера, (1), 143-149.

9. Ключевский А.В., Зуев Ф.Л., Ключевская А.А. (2017) Патент на изобретение № 2625627. Способ определения показателя самоподобия поля эпицентров землетрясений. Заявка № 2016102935. Приоритет изобретения 28 января 2016 г. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 17 июля 2017 г.

10. Мандельброт Б. (2002) Фрактальная геометрия природы. М.: ИКИ, 656 с.

11. Новая глобальная тектоника. М.: Мир, 1974, 472 с.

12. Садовский М.А. (1979) Естественная кусковатость горной породы. Докл. АН СССР, 247(4), 829-831.

13. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. (1987) Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. М.: Наука, 101 с.

14. Садовский М.А., Голубева Т.В., Писаренко В.Ф., Шнир-ман М.Г. (1984) Характерные размеры горной породы и иерархические свойства сейсмичности. Физика Земли, (2), 3-15.

15. Солоненко А.В., Штейман Е.А. (1994) Самоподобие поля сейсмичности Байкальского рифта. Докл. АН, 337(2), 253-257.

16. Scholz C.H. (2002) The mechanics of earthquakes and faulting. C.H. Scholz. Cambridge: University Press, 470 p.

17. Sherman S.I., Gladkov A.S. (1999) Fractals in studies of faulting and seismicity in the Baikal rift zone. Tectono-physics, 308, 133-142.

18. Turcotte D.L., Malamud B.D. (2002) Earthquakes as a complex system. International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology (Eds W.H.K. Lee, H. Kanamo-ri, P.C. Jennings, C. Kisslinger). Academic Press. Amsterdam, Boston, N. Y., Tokyo. P. A, 209-227.


Для цитирования:


Ключевский А.В., Зуев Ф.Л., Ключевская А.А. Оценка самоподобия поля эпицентров землетрясений Байкальского региона. Литосфера. 2019;19(4):640-652. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-4-640-652

For citation:


Klyuchevskii A.V., Zuev F.L., Klyuchevskaya A.A. Evaluation of the self-similarity of earthquake epicenters field in the Baikal region. LITHOSPHERE (Russia). 2019;19(4):640-652. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-4-640-652

Просмотров: 38


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1681-9004 (Print)
ISSN 2500-302X (Online)