отрезка времени, названного в 1965 г. С.А. Федотовым [2005] сейсмическим циклом [Викулин, 2003, с. 18-20, 41-42]. Свойства сейсмического цикла С.А. Федотовым было предложено использовать с целью прогноза времени сильнейших землетрясений в пределах сейсмических брешей первого рода [Викулин, 2003, с. 52-55; Федотов, 2005].

Сейсмические дыры [Викулин, 2003, с. 25-32]. Из общих соображений, основанных на теории прочности, ясно, что гипоцентр является физически объяснимой точкой, в окрестности которой сбрасываемые при землетрясении напряжения и их градиенты достигают максимальных значений. Поэтому естественно предположить, что вблизи гипоцентра существует область, в пределах которой напряжения и их градиент сначала «накапливаются» до максимальных значений и затем практически полностью «сбрасываются» при главном толчке. Другими словами, вблизи гипоцентра должна существовать область, в пределах которой в течение определенного времени как до, так и после землетрясения наблюдается минимум сейсмической активности, включая и минимум числа форшоков и афтершоков. Такие области сейсмического затишья –

сейсмические дыры, или по К. Моги [1988, с. 110-118] – сейсмические бреши второго рода, были выявлены в эпицентральных областях землетрясений во всех регионах планеты.

Размеры сейсмических дыр, как и очагов землетрясений, также пропорциональны магнитудам. При магнитудах главных курило-камчатских землетрясений М = 5 и 8 протяженности соответствующих им сейсмических дыр равны l = 10-15 и 50-60 км соответственно. Их поперечные размеры d удовлетворяют соотношению d ≈ l / 2 . Оказалось, что сейсмические дыры друг относительно друга в пределах сейсмофокального блока располагаются закономерным образом, как и очаги сильнейших землетрясений в пределах островной дуги или всего пояса - не перекрывая друг друга.

На рис. 3.4в представлена афтершоковая область Аляскинского землетрясения 28.03.1964, которая «отделена» от эпицентра главного толчка М = 8,3 «пустой» областью протяженностью 50-60 км – сейсмической дырой.

Видим, что при магнитудах М ≈ 5 размеры сейсмических брешей первого и второго рода становятся равными друг другу LM =5 ≈ lM =5 = l0 ≈10 − 20 км. Это позволяет

предположить существование «элементарного» сейсмофокального блока l0, который может рассматриваться как минимальный пространственно-временной детерминированный «кирпичик» сейсмического процесса.

Землетрясения Луны и Марса [Пузырев, 1997, с. 86-87]

Первые сейсмографы на Луне были установлены в 1969 г. с американского космического корабля «Аполлон». За нескольких полетов корабля было установлено пять низкочатотных сейсмографов с периодами 2.2 и 15 с, разнесенных на расстояние до 1000 км друг от друга. Регистрирующая аппаратура позволяла передавать сейсмические сигналы на Землю в цифровом виде. Станции работали до 1977 г., регистрируя ежегодно от 600 до 3000 событий. Подавляющее число толчков имели магнитуду менее двух.

Зарегистрированные лунотрясения разделяются на три группы: приливные с глубиной очагов 800-1000 км, тектонические с глубинами, в среднем, 25-200 км и толчки от падения метеоритов различной массы.

Сейсмограммы для всех типов лунотрясений имеют близкий друг другу облик. Главная их особенность, отличающая их от земных, состоит в большой протяженности записи и слабым затуханием колебаний со временем. При регистрации на относительно высокочастотной аппаратуре на ряде сейсмограмм удалось выделить вступления продольных, поперечных и обменных волн. На лунных сейсмограммах не удалось выделить поверхностных волн. Возможно, что это связано с тем, что они «маскируются» резонансными колебаниями.

79

Сейсмическая аппаратура на Марс была доставлена спускаемым аппаратом «Викинг» в 1976 г. К сожалению, сейсмографы не удалось выгрузить на грунт, и они остались в модуле. Поскольку на Марсе дуют сильные ветры, то при регистрации, которая продолжалась три месяца, трудно было выделить сейсмические сигналы на очень высоком фоне помех. Тем не менее, применение различных способов селекции позволило обнаружить только одно событие, которое с достаточно большой степенью вероятности можно отнести к марсотрясению. Предполагается, что регистрация такого марсотрясения произошла в период такого затишья. На сейсмограмме идентифицированы вступления продольных и поперечных волн, по которым удалось оценить эпицентральное расстояние в 110 км и магнитуду, равную 3. Предполагается, что соответствующий очаг относится к тектоническому типу. Важно отметить, что, в целом, структура марсотрясения сопоставима с таковой для землетрясения.

Характер деформаций в очаге по теории упругой отдачи и за его пределами

18 апреля 1906 г. вблизи г. Сан-Франциско (США) произошло памятное для мировой сейсмологии землетрясение: его исследование привело к формулировке теории, являющейся фундаментом всех основополагающих моделей процессов в очаге землетрясения до настоящего времени [Линьков, 1987, с. 9].

Это землетрясение произошло в густонаселенном районе. Значительные деформации поверхности грунта, наблюдавшиеся в течение продолжительного времени до землетрясения, и деформации, имевшие место сразу после землетрясения, в деталях были отмечены и зафиксированы многими наблюдателями, что впоследствии позволило их достаточно наглядно проинтерпретировать в рамках простой модели.

«Грандиозное землетрясение и пожар. Магнитуда составила МS = 8,3. Интенсивность сотрясений до XI баллов (по 12-балльной американской шкале Меркали, близкой шкале MSK-64 – А.В.). Сильнейшие разрушения в Сан-Франциско и в Санта-Розе. Разлом Сан-Андреас вспоролся на протяжении 430 км. Горизонтальное смещение по разлому Сан-Андреас достигало 6,5 м» [Болт, 1981, с. 223; Гир, Шах, 1988, с. 198]. «При землетрясении прошло больше минуты, пока разлом Сан-Андреас вспоролся более чем на 200 км от гипоцентра в графстве Мэрин к югу через полуостров Сан-Франциско до точки южнее г. Сан-Хуан-Баутиста. Видим, что источником, или очагом, землетрясения является не только точка гипоцентра, но и движущийся фронт вспарывания разлома, и это объясняет, почему сильные землетрясения длятся гораздо дольше, чем слабые» [Гир, Шах, 1988, с. 86-87]. «На небольшом расстоянии к югу от Сан-Хуан-Баутиста смещение по разлому постепенно уменьшалось до нескольких сантиметров и затем полностью затухло. … Когда составили карту силы сотрясения, стало ясно, что зона интенсивных колебаний грунта имеет (сильно – А.В.) вытянутую форму, небольшую ширину» и располагается вдоль разлома Сан-Андрес с обеих его сторон [Болт, 1981, с. 32].

Следует отметить, что примерно за полвека до Сан-Франциского землетрясения, 9.01.1857 г. примерно в том же месте, в Форт-Техон, произошло одно из сильнейших (МS = 8,3) землетрясений Тихоокеанского побережья Америки в историческое время. «Разлом Сан-Андреас вспоролся на протяжении более 400 км; смещения вдоль разлома достигали 9 м. Разрушены постройки, повалены большие деревья» [Болт, 1981, с. 197; Гир, Шах, 1988, с. 35, 197]. Как видим, по своему проявлению землетрясение в Сан-Франциско в значительной степени повторяло землетрясение в Форт-Техоне, что убеждало и продолжает убеждать исследователей этих землетрясений и их последователей в универсальном характере последствий землетрясений в Сан-Франциско и в Форт-Техоне, присущим всем землетрясениям вообще.

Смещения поверхности грунта при Сан-Франциском землетрясении 1906 г. схематично изображены на рис. 3.5. На этом рисунке прямыми АА и ВВ представлены разлом Сан-Андреас и дорога, пересекавшая разлом задолго (примерно за 50 лет) до

80

землетрясения, соответственно; кривой B/OB/ - дорога непосредственно перед землетрясением; двумя отрезками прямых линий B/b/ - дорога сразу после землетрясения и стрелками - направления, вдоль которых переместились примыкающие к разлому блоки I (слева) и II (справа). На этом же рисунке двумя кривыми b/B в координатных осях XY схематично изображено изменение величины горизонтальных перемещений вдоль оси ОХ (поперек разлома Сан-Андреас, прямой АА), амплитуда перемещений Ob/, как отмечено выше, достигала 6,5 м.

Такие данные позволили исследователю Сан-Франциского землетрясения Ф. Рейду [Reid, 1910] сформулировать следующие основные положения, заложенные им в основу

теории упругой отдачи [Линьков, 1987, с. 9]:

1.Разрыв сплошности горных пород, вызывающий землетрясение, наступает в результате накопления упругих деформаций выше предела, который может выдержать горная порода. Деформации возникают при перемещении блоков земной коры друг относительно друга.

2.Относительные перемещения блоков нарастают постепенно.

Рис. 3.5. Схема, поясняющая механизм упругой отдачи. Обозначения в тексте

3.Движение в момент землетрясения является только упругой отдачей: резкого смещения сторон разрыва в положение, в котором отсутствуют упругие деформации.

4.Сейсмические волны возникают на поверхности разрыва – сначала на ограниченном участке, затем площадь поверхности, с которой излучаются волны, растет, но скорость ее роста не превосходит скорости распространения сейсмических волн.

Энергия, освобожденная во время землетрясения, перед ним была энергией упругой деформации горных пород.

5.Энергия, освобожденная во время землетрясения, перед ним была энергией упругой деформации горных пород.

Путем непосредственных измерений были получены до сих пор довольно немногочисленные данные о величинах подвижек вблизи видимых на поверхности разрывов, вскрывшихся при катастрофических землетрясениях. На рис. 3.6, например,

81