Параметрические эффекты в современной геодинамике

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обсуждаются параметрические эффекты в современной геодинамике, когда аномальные деформационные процессы в зонах разломов происходят в обстановке региональных квазистатических напряжений и обусловлены флуктуациями параметров среды внутри самих разломных зон, индуцированных малыми природно-техногенными воздействиями. Показаны результаты физического моделирования параметрических деформаций при длительном (1 год) одноосном квазистатическом нагружении образцов горных пород. Выявлены изменения модуля Юнга с периодами 0.03–0.3 года, которые сопровождаются вариациями электрических потенциалов образцов горных пород. Представлены примеры формирования параметрических деформаций в зонах разломов, индуцированных процессом подготовки сильного землетрясения на Камчатке. Приведены оценки влияния метеорологических факторов на локальные деформации земной поверхности. Показано, что при линейном воздействии наибольшее влияние оказывают суточные и годовые изменения температуры. При нелинейном, параметрическом возбуждении процессов в разломных зонах максимальные деформации обусловлены выпадением дождевых осадков. Отмечается вклад Г. А. Соболева в развитие исследований локальных деформаций земной поверхности, индуцированных малыми природными воздействиями.

Об авторах

Ю. О. Кузьмин

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: kuzmin@ifz.ru
г. Москва, Россия

Список литературы

  1. Биргер Б.И. Неустановившаяся ползучесть литосферы и ее роль в геодинамике // Физика Земли. 2012. № 6. С.34–42.
  2. Буланже Ю.Д., Магницкий В.А. Современные движения земной коры. Состояние проблемы // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1974. № 10. С. 19–54.
  3. Быков В.Г., Кузьмин Ю.О. Медленные деформационные волны в геофизике // Физика Земли. 2024. № 6. С. 3–38.
  4. Гатиятуллин Р.Н., Кузьмин Д.К., Фаттахов Е.А. Анализ результатов многолетних геодезических наблюдений на месторождении сверхвязкой нефти, юго-восток Татарстана // Наука и технологические разработки. 2021. Т. 100. № 4. С. 5–24.
  5. Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Ч.1. Требования к программе обработки // Сейсмические приборы. М.: ОИФЗ РАН. 2016а. Т. 52. № 1. С. 61–82.
  6. Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Ч. 2. WinABD — пакет программ для сопровождения и анализа данных геофизического мониторинга // Сейсмические приборы. М.: ОИФЗ РАН. 2016б. Т. 52. № 3. С. 50–80.
  7. Добровольский И.П. Математическая теория подготовки и прогноза землетрясений. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2009. 240 с.
  8. Костюченко В.Н., Кочарян Г.Г., Павлов Д.В. Деформационные характеристики межблоковых промежутков различного масштаба // Физическая мезомеханика. 2002. Т. 5. № 5. С. 23–42.
  9. Кочарян Г.Г., Костюченко В.Н., Павлов Д.В. Инициирование деформационных процессов в земной коре слабыми возмущениями // Физическая мезомеханика. 2004. Т. 7. № 1. С. 5–22.
  10. Кочарян Г.Г. Геомеханика разломов. М.: ГЕОС. 2016. 424 с.
  11. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика разломных зон осадочных бассейнов и процессы подготовки землетрясений // Прогноз землетрясений. № 11. М-Д: Дониш. 1989. С. 52–60.
  12. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика и оценка геодинамического риска при недропользовании. М.: Агентство Экономических Новостей. 1999. 220 с.
  13. Кузьмин Ю.О., Жуков В.С. Современная геодинамика и вариации физических свойств горных пород. М.: МГГУ. 2004. 280 с.
  14. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика разломов и парадоксы скоростей деформаций // Физика Земли. 2013. № 5. С. 28–46.
  15. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика и медленные деформационные волны // Физика Земли. 2020. № 4. С. 172–182.
  16. Кузьмин Ю.О. Геодинамическая эволюция Центральной Азии и современная геодинамика Копетдагского региона (Туркменистан) // Физика Земли. 2021. № 1. С. 144–153.
  17. Кузьмин Ю.О. Современные объемные деформации разломных зон // Физика Земли. 2022. № 4. С. 3–18.
  18. Кузьмин Ю.О. Физические основы современной геодинамики // Геофизические процессы и биосфера. 2023а.Т. 22. № 2. С. 5–58.
  19. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика индуцированных разломов // Геофизические процессы и биосфера. 2023б. Т. 22. № 3. С. 5–65.
  20. Кучай М.С., Славина Л.Б. Кинематический параметр Vp/Vs южного сегмента Камчатской сейсмофокальной зоны при подготовке землетрясения 25 марта 2020 г., mw = 7.5 и развитии его афтершокового процесса // Вулканология и сейсмология. 2022. № 5. С. 49–61.
  21. Латынина Л.А., Васильев И.М. Деформация земной коры под влиянием атмосферного давления // Физика Земли. 2001. № 5. С. 45–54.
  22. Магницкий В.А., Калашникова И.В. Об унаследованном характере современных движений земной коры // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1978. № 10. С.13–20.
  23. Молоденский С.М. О локальных аномалиях амплитуд и фаз приливных наклонов и деформаций // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1983. С. 3–15.
  24. Молоденский М. С., Молоденский С. М., Молоденский Д.С., Бегитова Т. А. Об устойчивости решения задачи определения временных изменений приливного отклика среды в окрестностях очагов сильнейших землетрясений // Физика Земли. 2017. № 3. С. 132–135.
  25. Перцев Б.П., Ковалёва О.В. Оценка влияния колебаний атмосферного давления на наклоны и линейные деформации земной поверхности // Физика Земли. 2004. № 8. С. 79–81.
  26. Попов В.В. О термоупругих деформациях земной поверхности // Изв. АН СССР. Сер. гeофиз.1960. № 7. С. 913–921.
  27. Работнов Ю.Н. Элементы наследственной механики твердых тел. М.: Наука. 1977. 384 с.
  28. Сидоров В.А., Кузьмин Ю.О. Современные движения земной коры осадочных бассейнов. М: Наука. 1989. 189 с.
  29. Смирнов В. Б., Пономарёв А. В. Физика переходных режимов сейсмичности. М.: РАН. 2020. 412 с.
  30. Соболев Г.А., Кольцов А.В. Крупномасштабное моделирование подготовки и предвестников землетрясений. М.: Наука. 1988. 203 с.
  31. Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука. 1993. 314 с.
  32. Соболев Г.А., Пономарёв А. В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука. 2003. 270 с.
  33. Соболев Г.А. Сейсмический шум. М.: Наука и образование. 2014. 271 с.
  34. Соболев Г.А. Примеры совместного проявления деформаций земной коры в часовом диапазоне периодов и землетрясений // Докл. РАН. Науки о Земле. 2020. Т. 491. № 1. С. 68–72.
  35. Соболев Г.А., Закржевская Н.А. Локальные тектонические деформации и близкие по месту и времени землетрясения // Вулканология и сейсмология. 2020. № 3. С. 3–11.
  36. Соболев Г.А. Воздействие магнитной бури на тектонические деформации и береговой эффект // Вулканология и сейсмология. 2021. № 2. С. 11–28.
  37. Соболев Г.А., Закржевская Н.А., Мигунов И.Н. Влияние метеорологических условий на тектонические деформации в часовом диапазоне периодов // Физика Земли. 2021. № 6. С. 20–35.
  38. Соболев Г.А., Закржевская Н.А., Мигунов И.Н. Влияние атмосферных осадков на движения поверхности твердой Земли // Вулканология и сейсмология. 2022. № 4. С. 67–79.
  39. Трубицын В.П. Реология мантии и тектоника океанических литосферных плит // Физика Земли. 2012. № 6. С. 3–22.
  40. Цуркис И.Я. О влиянии рельефа на термоупругие деформации земной коры: поправки к температурному полю // Сейсмические приборы. 2022. Т. 58. № 4. С. 62–80.
  41. Широков И.А., Анохина К.М. О связи пространственно-временных вариаций наклонов земной поверхности с вариациями атмосферного давления // Физика Земли. 2003. № 1. С. 84–87.
  42. Andronov A.A., Chaikin C.E. Theory of oscillations. Princeton, New Jersey: Princeton University Press. 1949.
  43. Beaumont C., Berger J. Earthquake prediction: modification of the earth tide tilts and strains by dilatancy // Geophys. J. Roy. Astr. Soc. 1974. V. 39. №1. P. 111–122.
  44. Ben-Zion Y., Leary P. Thermoelastic strain- in a half-Space covered by unconsolidated material // Bulletin of the Seismological Society of America. 1986. V.76. № 5. P. 1447–1460.
  45. Ben-Zion Y., Allam A. Seasonal thermoelastic strain and postseismic effects in Parkfield borehole dilatometers // Earth and Planetary. Sc. Let. 2013. V. 379. P. 120–126.
  46. Berger J. A note on thermoelastic strains and tilts // J. Geophys. Res. 1975. V. 80. Is. 2. Р.274–277.
  47. Burov E.B. Plate Rheology and Mechanics. Treatise of Geophysics. V.6. Crust and Lithospere Dynamics / Schubert G. (ed.). Amsterdam: Elsevier. 2007. P. 100–161.
  48. Eshelby J.D. Elastic inclusions and inhomogeneities // Prog. Solid Mech. 1961. № 2. P. 89–140.
  49. Harrison J.C., Herbst K. Thermoelastic strains and tilts revisited // Geophys. Res. Lett. 1977. V. 4. Is. 11. Р. 535–537.
  50. Karato S. Deformation of Earth Materials. New Jork: Cambridge Univ. Press. 2008. P. 463.
  51. Kuzmin Yu.O., Churikov V.A. Anomalous strain generation mechanism before the March 2, 1992, Kamchatkan earthquake // Volcanology and Seismology. 1999. V. 20. P. 641–656.
  52. Maxwell J.C. Matter and motion. London: Society for promoting christian knowledge, New York: E. & J. B. YOUNG & CO. 1888. 128 p.
  53. Mindlin R., Cheng D.H., Nuclei of Strain in the Semi-Infinite Solid // J. Appl. Phys. 1950. V. 21. № 9. P. 926–930.
  54. Mura T. Micromechanics of Defects in Solids, 2nd revised edition. Norwell: Kluwer Academic Publishers. 1987.
  55. Nowacki W. Thermoelasticity, 2nd edition. Warsaw: PWN-Polish Scientific Publishers, Oxford: Pergamon Press. 1986.
  56. Sezava K. The Tilting of the Surface of a Semi-Infinite Solid due to Internal Nuclei of Strain // Bull. Earth. Res. Inst. Tokyo Univ. 1929. V. 7. Pt. 1. P. 1–14.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025