««ИЗВЕСТИЯ ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА». СЕРИЯ «НАУКИ О ЗЕМЛЕ»
«IZVESTIYA IRKUTSKOGO GOSUDARSTVENNOGO UNIVERSITETA». SERIYA «NAUKI O ZEMLE»
«THE BULLETIN OF IRKUTSK STATE UNIVERSITY». SERIES «EARTH SCIENCES»
ISSN 2073-3402 (Print)

Список выпусков > Серия «Науки о Земле». 2021. Том 38

Методология деформационного мониторинга в Южном Прибайкалье и концептуальный подход к прогнозу землетрясений

Автор(ы)
С. А. Борняков, Д. В. Салко, Г. В. Встовский
Аннотация
Рассмотрен подход к созданию способа прогноза сильных землетрясений на основе данных мониторинга деформаций горных пород. Описаны его концептуальная основа, техническая база проводимого в Южном Прибайкалье деформационного мониторинга и методы обработки получаемого фактического материала. На примере произошедших в последнее время в Южном Прибайкалье трех сильных землетрясений – Култукского (27.08.2008), Быстринского (21.09.2020) и Кударинского (10.12.2020) – показаны предшествующие им особенности развития деформаций горных пород, а также влияние на них структурно-геодинамических условий в местах расположения пунктов мониторинга и пространственного положения этих пунктов относительно готовящегося очага землетрясения.
Об авторах

Борняков Сергей Александрович, cтарший научный сотрудник, кандидат геолого-минералогических наук, Институт земной коры СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128, e-mail: bornyak@crust.irk.ru

Салко Денис Владимирович, ведущий инженер, Институт земной коры СО РАН, Россия, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 128, e-mail: denis@salko.net

Встовский Григорий Валентинович, главный научный сотрудник, доктор физико-математических наук, Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н. П. Мельникова, 117393, Москва, ул. Архитектора Власова, 49, e-mail: vstovsky@gmail.com

Ссылка для цитирования
Борняков С. А., Салко Д. В., Встовский Г. В. Методология деформационного мониторинга в Южном Прибайкалье и концептуальный подход к прогнозу землетрясений // Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле. 2021. Т. 38. С. 13–40. https://doi.org/10.26516/2073-3402.2021.38.13
Ключевые слова
землетрясение, прогноз, деформации горных пород, мониторинг
УДК
550.343.3
DOI
https://doi.org/10.26516/2073-3402.2021.38.13
Литература

Борняков С. А., Встовский Г. В. Первый опыт сейсмодеформационного мониторинга Байкальской рифтовой зоны (на примере Южно-Байкальского землетрясения 27 августа 2008 г.) // ДАН. 2010. Т. 431, № 4. С. 537–541.

Бриллюэн Л. Научная неопределенность и информация. М. : Мир, 1966. 271 с.

Бухаров А. А. Кайнозойское развитие Байкала по результатам глубоководных и сейсмостратиграфических исследований // Геология и геофизика. 1996. Т. 37, № 12. С. 98–107.

Быков В. Г. Деформационные волны Земли: концепция, наблюдения и модели // Геология и геофизика. 2005. Т. 46, № 11. С. 1176−1190.

Быстринское землетрясение в Южном Прибайкалье (21.09.2020 г., Mw = 5,4): основные параметры, признаки подготовки и сопровождающие эффекты /Семинский К. Ж., Борняков С. А., Добрынина А.А., Радзиминович Н.А., Рассказов С.В., Саньков В. А., Миалле П., Бобров А. А., Ильясова А. М., Салко Д. В., Саньков А. В., Семинский А. К., Чебыкин Е. П., Шагун А. Н., Герман В. И., Тубанов Ц. А., Улзибат М. // Геология и геофизика. 2021. Т. 62, № 5. С. 727–743.

Влияние виброимпульсных воздействий на активность смещений в трещинах горного массива / В. В. Ружич, С. Г. Псахье, Е. Н. Черных, О. В. Федеряев, А. В. Димаки, Д. С. Тирских // Физическая мезомеханика. 2007. Т. 10, № 1. С. 19–24.

Зубарев Д. Н., Морозов В. Г., Рёпке Г. Статистическая механика неравновесных процессов. М. : Физматлит, 2002. 431 с.

Изучение влияния водонасыщения и вибраций на режим смещений в зонах разломов / С. Г. Псахье, В. В. Ружич, Е. В. Шилько, С. В. Астафуров, О. П. Смекалин // Физическая мезомеханика. 2004. Т. 7, № 1. С. 23–30.

Исследование наклонов и деформаций земной поверхности в БРЗ / В. Ю. Тимофеев, Ю. К. Сарычева, С. Ф. Панин, Л. В. Анисимова, Д. Г. Гриднев, O. K. Масальский // Геология и геофизика. 1994. Т. 3. С. 119–129.

Мячкин В. Н. Процессы подготовки землетрясений. М. : Наука, 1978. 231 с.

Об управлении режимами сейсмической активности в сегментах тектонических разломов с применением вибрационных воздействий и закачки растворов через скважины / В. В. Ружич, А. Г. Вахромеев, Е. А. Левина, С. А. Сверкунов, Е. В. Шилько // Физическая мезомеханика. 2020. Т. 23, № 3. С. 54–69.

Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика: от тепловых двигателей до диссипативных структур. М. : Мир, 2002. 460 с.

Режимы отклика геологических сред при динамических воздействиях / С. Г. Псахье, В. В. Ружич, О. П. Смекалин, Е. В. Шилько // Физическая мезомеханика. 2001. Т. 4, № 1. С. 67–71.

Результаты деформографических измерений в штольне на обсерватории Талая / Ю. Н. Фомин, В. М. Семибаламут, В. А. Жмудь, С. В. Панов, М. Д. Парушкин, Л. В. Димитров // Автоматика и программная инженерия. 2019. № 1(27). С. 65–75.

Ружич В. В. Высокоточный измерительный комплекс «Сдвиг» // Научный и промышленный потенциал Сибири. Инвестиционные проекты, новые технологии разработки. Международный каталог. Новосибирск : Новосиб. биограф. центр, 2004. С. 90–91.

Салко Д. В., Борняков С. А. Автоматизированная система для мониторинга геофизических параметров на геодинамических полигонах // Приборы. 2014. № 6. С. 24–28.

Современные горизонтальные движения и сейсмичность южной части Байкальской впадины (Байкальская рифтовая система) / В. А. Саньков, А. В. Лухнев, А. И. Мирошниченко, А. А. Добрынина, С. В. Ашурков, Л. М. Бызов, М.Г. Дембелов, Э. Кале, Ж. Девершер // Физика Земли. 2014. № 6. С. 70–79. https://doi.org/10.7868/S0002333714060076

Тимофеев В. Ю. Приливные и медленные деформации земной коры юга Сибири по экспериментальным данным : автореф. дис. … д-ра физ.-мат. наук. Новосибирск, 2004. URL: http://earthpapers.net/prilivnye-i-medlennye-deformatsii-zemnoy-kory-yugasibiri-po-eksperimentalnym-dannym#ixzz6ukGtnTat

Хакен Г. Синергетика. М. : Мир, 1980. 404 с.

Bak P., Tang C. Earthquakes as a self‐organized critical phenomenon // Journal of Geophysical Research. 1989. Vol. 94, N B11. P. 15,635–15,637. https://doi.org/10.1029/JB094iB11p15635

Brace W. F., Byerlee J. D. Stick-slip as a mechanism for earthquake // Science. 1966. V.153. P. 990–992. https://doi.org/10.1126/science.153.3739.990

Cicerone R. D., Ebel J. E., Britton J. A systematic compilation of earthquake precursors // Tectonophysics. 2009. Vol. 476. P. 371–396. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2009.06.008

Ciliberto S., Laroche C. Experimental evidence of self-organization in the stick-slip dynamics of two rough elastic surface // J. Phys. I France. 1994. Vol. 4. P. 223–235. https://doi.org/10.1051/jp1:1994134

Diagnostics of meta-instable state of seismically active fault / S. А. Bornyakov, J. Ма, A. I. Miroshnichenko, Y. Guo, D. V. Salko, F. L. Zuev // Geodynamics & Tectonophysics. 2017. Vol. 8, N 4. P. 989–998. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0328

Earthquake cannot be predicted / R. G. Geller, D. D. Jackson, Y. V. Ragan, F. Mulargia // Science. 1997. V. 275. P. 1616–1617. https://doi.org/10.1126/science.275.5306.1616

Feder H. J., Feder J. Self-organized criticality in stick-slip process. Phys. Rev. Lett. 1991. Vol. 66 (20). P. 2669–2672. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.66.2669

Fractal analysis of fractures in rocks: the Cantor’s Dust method / B. Velde, J. Dubois, G. Touchard, A. Badri // Tectonophysics, 1990. Vol. 179. P. 345–352. https://doi.org/10.1016/0040-1951(90)90300-W

Laboratory observations of tremor-Like events generated during preslip / Y.-Q. Zhuo, P. Liu, S. Chen, Y. Guo, J. Ma // Geophysical Research Letters. 2018. Vol. 45(14), P. 6926–6934.

Lomb N. R. Least-squares frequency analysis of unequally spaced data. Astrophys. Sp. Sci. 1976. Vol. 39. P. 447–462. https://doi.org/10.1007/BF00648343

Ma J., Guo Y., Sherman S.I. Accelerated synergism along a fault: A possible indicator for an impending major earthquake // Geodynamics & Tectonophysics. 2014. Vol. 2. P. 87–99. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-2-0134

Ma J., Sherman S. I., Guo Y. S. Identification of meta-instable stress state based on experimental study of evolution of the temperature field during stick-slip instability on a 5o bending fault // Sci. China Earth Sci. 2012. Vol. 55. P. 869–881. http://dx.doi.org/10.1007/s11430-011-4274-2

Mandelbrot B. B. The fractal geometry nature. N. Y. : Freeman, 1982. 480 p.

Olami Z., Feder H. J. S., Christensen K. Self-organized criticality in a continuous, nonconservative cellular automaton modeling earthquakes // Physical Review Letters, 1992. Vol. 68, N 8. P. 1244–1247. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.68.1244

Peng Z., Gomberg J. An integrated perspective of the continuum between earthquakes and slow-slip phenomena // Nature geoscience, 2010. Vol. 3. P. 599–607.

Savransky D. Lomb (Lomb-Scargle) Periodogram. Mathlab Central, 2004. URL: http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/20004-lomb--lomb-scargle--periodogram

Scargle J. D. Studies in astronomical time series analysis. 2. Statistical aspects of spectral analysis of unevenly spaced data // The Astrophysical Journal. 1982. Vol. 263. P. 835–853.

Scargle J. D. Studies in astronomical time series analysis. 3. Fourier transforms. Autocorrelation function and cross-correlationfunctions of unevenly spaced data // The Astrophysical Journal. 1989. Vol. 343. P. 874–887. https://doi.org/10.1086/167757

Vstovsky G. V. Factual revelation of correlation lengths hierarchy in micro- and nanostructures by scanning probe microscopy data // Mater. Sci. 2006. Vol. 12. P. 262–270.


Полная версия (русская)