Генерация сколов Риделя R и R` и их связь с цунамигенными землетрясениями

• Автор: Рожин, Петр Николаевич
• Шифр специальности: 25.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЭВОЛЮЦИЯ СКОЛОВ РИДЕЛЯ Д И В!

1.1. Определение сколов Риделя

1.2. Физическое моделирование эволюции сколов Риделя Д и Д'

1.2.1. Методика физического моделирования

1.2.2. Моделирование однородного простого сдвига

1.2.3. Моделирование неоднородного простого сдвига

1.2.3.1. Модели латерально-неоднородного плоского простого сдвига

1.2.3.2. Модели неоднородного по латерали и глубине простого сдвига..

1.3. Механизм образования сколов Риделя

1.4. Численное моделирование эволюции сколов Риделя
1.4.1. Различная эволюция сколов ДиД'в обстановке простого сдвига
1.4.2. Традиционная версия генерации сколов под действием касательных напряжений
1.4.3. Версия генерации сколов под действием нормальных напряжений
ГЛАВА 2. ЦУНАМИГЕННЫЕ И НЕ-ЦУНАМИГЕННЫЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ В ЗОНАХ СУБДУКЦИИ СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА
2.1. Анализ очагов сильных землетрясений северо-западной части Тихого
ОКЕАНА
2.2. Сейсмотектоника северо-западной части Тихого океана
2.2.1. Сейсмотектоника Курило-Камчатской островной дуги
2.2.1.1. Шикотанское землетрясение 1994 г. на Южных Курилах
2.2.1.2. Кроноцкое землетрясение 1997 г. на Восточной Камчатке
2.2.2.1. Землетрясение Тохоку 2011 г. в Японии
2.2.3. Сейсмотектоника Алеутской островной дуги
2.2.3.1. Землетрясение 1 апреля 1946 г. в архипелаге Лисьих островов.
ГЛАВА 3. МЕГАСКОЛЫ РИДЕЛЯ 7?'КАК ВОЗМОЖНАЯ ПРИЧИНА ФОРМИРОВАНИЯ ОЧАГОВ ЦУНАМИГЕННЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
3.1. Современные модели генезиса цунамигенных землетрясений
3.1.1. Модели отечественных исследователей
3.1.1.1. «Клавишная» модель Л. И. Лобковского
3.1.1.2. Сейсмотектоническая модель Е.А. Рогожина и А.И. Захаровой
3.1.2. Модели зарубежных исследователей
3.1.2.1. Цунамигенные землетрясения как результат заклинивания зоны субдукции
3.1.2.2. Модель «оперяющих разломов»
3.2. Квалификация очагов сильных землетрясений в зоне субдукции как
МЕГАСКОЛОВ РИДЕЛЯ R И R'
3.3. Влияние изостатического фактора на формирование очагов
ЦУНАМИГЕННЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
3.4. Особенности кинематики зоны субдукции, свидетельствующие о роли изостатического ФАКТОРА
3.4.1. Данные эволюции гравитационного поля и GPS-наблюдений до и после землетрясения
3.5. Чередование цунамигенных и не-цунамигенных землетрясений
3.6. Цунами как следствие тенденции к восстановлению изостатического РАВНОВЕСИЯ
3.7. Проблема выбора плоскости очагов цунамигенных землетрясений
3.8. Сейсмические «гвозди» как возможный механизм формирования круто
НАКЛОННЫХ ОЧАГОВ ЦУНАМИГЕННЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
3.9. Формулирование гипотезы образования цунамигенных землетрясений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В многочисленных экспериментах по воспроизведению обстановки сдвига в одних случаях вначале формируются сколы Рид едя двух типов, соответственно, Я и Я'. Однако по мере дальнейшего сдвигания довольно скоро начинают резко преобладать й-сколы. В других случаях сколы Я' не возникают вовсе. В природе сколы Я' также встречаются крайне редко. В то же время чередующиеся по времени своего проявления полого падающие и круто падающие сейсмические очаги на материковом склоне островной дуги могут быть трактованы как сколы Риделя, соответственно, Я и Я'. Эти сколы, в отличие от экспериментальных данных и данных натурных наблюдений, равноправны и формируются в геодинамической обстановке сдвига вдоль полого наклоненной плоскости субдукции, обусловленного поддвигом океанической плиты. Учитывая сказанное выше о решительном преобладании или единственности при экспериментальном сдвиге сколов Я, можно предположить, что для равноправного развития сколов Я и Я' в зонах субдукции требуется некий дополнительный фактор.
Представляется, что после Суматринского землетрясения 2004 г. и Японского землетрясения 2011 г. проблема поиска принципиальных различий между очагами сильнейших землетрясений, сопровождающихся цунами, и очагами столь же сильных землетрясений, но не генерирующими это катастрофическое явление в океане, является актуальной.
Цель работы и основные задачи исследования: 1) обоснование причины резкого преобладания сколов Я в различных природных и экспериментальных сдвиговых обстановках; 2) выявление фактора, который обеспечивает равноправное развитие в зонах субдукции сколов Я и Я', являющихся очагами, соответственно, не-цунамигенных и цунамигенных землетрясений.

Рис. 1.3.2. (слева). Механизм формирования сколов путем объединения трещинок
отрыва [Ставрогин и Протосеня, 1979]
Рис. 1.3.3. (справа). Механизм формирования сколов непосредственно скалывания [Стефанов, 2009]

сдвиг
т т т t
Их модель изображена на рис. 1.3.2. Трещина скалывания, ориентированная по углом а к оси максимального сжатия, состоит из чередующихся между собой трещин отрыва и сколов.
Второй механизм можно встретить в работах [Scholz, 1990; Райс, 1982]. На рис. 1.3.3 показана модель, взятая из работы [Стефанова, 2009]. В этой модели первичен все же скол, а проблема пространства решается наличием трещин отрыва на его концах. Эти модели, однако, относятся, скорее, к микромасштабу. Известна только одна попытка решения вопроса в геологической постановке [Гончаров, Талицкий, 1998]. В этой работе утверждается, что трещины скалывания в горных породах всегда формируются путем объединения трещин отрыва. Осуществив множество экспериментов с гранулированными материалами, автор убедился, что это действительно гак. Однако эксперименты с глинами такую модель не подтверждают - вероятно, потому, что глина -материал со сложным поведением, в котором сначала осуществляется отрицательная дилатансия. Также, песок является средой с блоковым строением, частицы которой связаны разве что более податливым цементом (как и литосфера), в отличие от глины, где частицы связаны молекулярными силами.