Главная – Журналы – Поиск по журналам

Чтобы объяснить задержку во временах прихода P-волн, зарегистрированных на двух сейсмических профилях, секущих Южные Альпы Новой Зеландии, необходимо допустить наличие высокоскоростной зоны в верхней мантии под Альпами. Модель остаточных невязок не соответствует предполагаемой модели субдукции мантийной литосферы одной плиты под другую. Вместо этого кажется, что высокоскоростная зона маркирует каплю холодной литосферной мантии, погружающуюся под восточной частью Южных Альп, прямо под самым толстым участком земной коры, т. е. там, где мантийная литосфера стала толще из-за сдвиговых деформаций. Расчет неустойчивости Рэлея-Тейлора для утолщенного тяжелого слоя c подстилающим более легким слоем, показывает, что форма капель тонущего тяжелого материала сильно зависит от отношения эффективной вязкости коры и мантии. Там, где эффективная вязкость плавающего верхнего слоя (коры) велика, одна капля погружается под областью максимального утолщения верхнего слоя. В структуре коры Новой Зеландии, где выявлена одна погружающаяся капля, крупномасштабные сдвиговые воздействия могли привести к понижению вязкости мантии. Однако в другом случае, если вязкость верхнего слоя мала, две погружающиеся капли могут образоваться вблизи зоны, где плавучий слой (кора) сжат по горизонтали. Между этими каплями неустойчивый слой (литосферная мантия) становится тоньше. Такой процесс может происходить и в пределах Тянь-Шаня.

В статье приведены результаты комплексного анализа региональных геофизических полей Высокой Азии, отражающих особенности тектонического строения региона и происходящих в его недрах геодинамических процессов. На основе сопоставления карт геофизических полей, а именно: ундуляции геоида, аномальных гравитационного и магнитного полей, теплового потока, поглощения S-волн, групповых скоростей поверхностных волн Рэлея для периодов 10–70 с, распределения скоростей Рn-волн в верхней мантии Высокой Азии – предлагается, что они обусловлены наличием здесь аномалеобразующего тела, сформированного из разуплотненного и горячего вещества, названного авторами Тибетским плюмом. Предложена его структура. Из сравнения сейсмичности и геофизических полей сделан вывод об определенной корреляции между проявлениями сейсмичности и структурой геофизических полей. Выявлено, что высокоградиентные зоны геофизических полей могут служить индикаторами возможных зон сильных землетрясений. В заключение отмечается, что динамика региона Высокой Азии определяется сочетанием процессов, связанных как со столкновением Индостанской и Евразийской литосферных плит, так и продолжающимся развитием Тибетского плюма.

Тянь-Шань является лучшим в мире примером процесса активного внутриконтинентального горообразования. В период с 1998 по 2000 гг. в районе Тянь-Шаня была создана сеть из 28 сейсмостанций для изучения того, как упругая энергия накапливается в этом районе. Предварительный анализ сейсмограмм этой сети позволяет сделать два важных вывода. Во-первых, анализ обменных P-SV-волн от границы Мохо показывает, что кора под Центральным Тянь-Шанем необычно малой мощности. Здесь она не толще, чем кора под Казахстанским щитом, расположенным к северу, или под Таримским бассейном, находящимся на юге. Во-вторых, расщепление SKS-волн показывает, что распределение напряжений в мантии является откликом на сжимающие нагрузки в меридиональном направлении, т. е. структура напряженного состояния оказывается перенесена далеко на север от зоны орогенеза.

Нормализованная бимодальная интерпретация МТ-зондирований, выполненных в горах Киргизского Тянь-Шаня, позволяет создать надежную геоэлектрическую модель этого региона. В разрезах присутствует проводящий слой в низах земной коры и субвертикальные проводящие зоны в верхней части коры. Высокие значения суммарной продольной проводимости верхней и средней коры отчетливо коррелируют с выделяемыми по гравиметрическим наблюдениям зонами пониженной плотности.
Нормализация, бимодальная интерпретация, магнитотеллурика, двумерная инверсия, суммарная продольная проводимость, тензор импеданса.

В статье представлены результаты микросейсмических и электромагнитных исследований оползня в долине р. Суусамыр (Тянь-Шань, Киргизия), а также лабораторных ультразвуковых экспериментов на образцах грунтов, отобранных на этом оползне. В результате анализа спектральных и поляризационных характеристик микросейсм на оползневом склоне выявлено, что в частотном диапазоне 120–210 Гц основная энергия микросейсмических колебаний связана с процессами образования микротрещин в зонах концентрации напряжений в слагающих склон породах. Площадные электромагнитные наблюдения показали, что использованная технология электромагнитного сканирования позволяет детально исследовать особенности строения оползневых структур. Данные ультразвуковых измерений на отобранных на оползне образцах демонстрируют высокую чувствительность параметров сейсмических волн к изменению напряженно-деформированного состояния грунтов. Полученные результаты подтверждают перспективность использования геофизических методов для изучения оползневых структур и оценки устойчивости склонов.

Были определены скорости смещений по наиболее активным взбросам, реконструирована обширная доорогенная эрозионная поверхность и построены локальные и региональные разрезы. По субмеридиональному пересечению, охватывающему центральную часть Киргизского Тянь-Шаня, было проведено магнитостратиграфическое изучение синтектонических третичных осадочных пород. Кумулятивная скорость позднечетвертичного сжатия вдоль этого разреза составляет 10 мм/год. Она распределена по 5 главным зонам разломов, самые активные из которых расположены в центральной части пересечения. Используя кинематические модели, разработанные в других районах, где деформации также затрагивают основание, авторы рассчитали, что в позднем кайнозое величина сокращения земной коры составила 35–80 км. Очевидно, что одновременное заложение осадочных бассейнов, по меньшей мере в трех главных впадинах, около 12 млн лет назад маркирует начало современного орогенеза. Исходя из рассчитанной скорости сжатия в 10 мм/год, измеренной по активным разломам и по данным GPS, был сделан вывод, что со временем эта скорость возрастала. Несмотря на то, что предполагается ускорение сжатия, было показано, что оно всегда шло в сходном стиле: преобладало субмеридиональное сокращение вкрест субширотных взбросов, нарушающих основание. При этом деформации локализовались в пяти зонах, которые ограничивают самые крупные и глубокие третичные впадины, наиболее четко выраженные в рельефе и нарушенные наиболее активными современными разломами.

Ранее выполненные работы позволили обнаружить синхронизм между региональными и локальными деформационными процессами по сейсмологическим материалам и материалам электромагнитного мониторинга территории одной из наиболее сейсмоактивных областей Северного Тянь-Шаня (Бишкекский прогностический полигон). Встает вопрос о механизме связи этих процессов. Как известно, сейсмический процесс зависит от распределения напряжений в объеме горных пород. Характеристики распределения напряжений статистически могут быть отражены через распределение землетрясений на исследуемой территории. Изучая распределение сейсмических событий, можно судить о механизме, определяющем распределение напряжений.
Полученные карты распределения плотности эпицентров землетрясений характеризуются устойчивым максимумом в области гор Гиндукуша и постепенным снижением величин при удалении от него. Предварительные результаты решения модельной задачи по распределению напряжений в упругой среде показывают, что напряжения от центрального источника спадают значительно быстрее, чем наблюдаемое распределение плотности землетрясений в регионе. Подобное несоответствие можно разрешить, если допустить наличие горизонтальных сил, действующих снизу.
GPS данные, полученные с 1993 по 1999 г. на региональной сети по Тянь-Шаню, свидетельствуют, что некоторые тектонические блоки (особенно в восточной части исследуемой территории) перемещаются с приблизительно идентичными скоростями преимущественно в северном направлении. Складывается впечатление, что блоки перемещаются по поверхности какого-то пластичного горизонта в земной коре. Магнитотеллурические исследования выявили в нижней коре электропроводящий горизонт на всей территории Южного Казахстана и Тянь-Шаня. Найденный слой может быть тем пластическим горизонтом, по которому перемещается верхняя часть земной коры и через который передаются горизонтальные силы одновременно на весь регион за счет вязкости текущего вещества.
Установлено, что локальные сейсмогенерирующие зоны в пространстве совпадают с субгоризонтальными областями повышенной удельной проводимости. Эти области являются разупроченными зонами тектонического происхождения. Их повышенная удельная проводимость, по всей видимости, вызвана поступлением горячих растворов из нижнекорового горизонта через субвертикальные зоны, соединяющие эти горизонты. Через субвертикальные зоны осуществляется также силовое взаимодействие между сейсмогенерирующей зоной и нижнекоровым горизонтом.

Авторы интерпретируют GPS измерения современных деформаций в пределах Западного Тянь-Шаня в рамках блоковой модели, учитывающей важные геологические особенности (разломы) и физические процессы (накопление упругих деформаций). Благодаря этому анализу появляется возможность определять величину деформации, локализованной в активных структурах. В центральной части Западного Тянь-Шаня зона Джуанарыкского разлома является наиболее активным надвигом, по которому происходит меридиональное укорачивание его почти на 5 мм/год. Наоборот, широко известный в регионе Таласо-Ферганский сдвиг имеет очень небольшое горизонтальное смещение.

Высокая плотность GPS сети в Тянь-Шане и длительный период наблюдений позволили построить векторное поле скоростей, а также поле деформаций на поверхности земной коры. Обнаружена компактная цельная область сжимающих деформаций. Сравнение поля деформаций с пространственным распределением слабой сейсмичности, построенной для того же периода времени, показало их значительную корреляцию. GPS и сейсмические данные были сопоставлены также с данными магнитотеллурических зондирований и, в частности, с геометрией поверхности корового проводящего слоя, выделенного под Тянь-Шанем. Область максимальных сжимающих деформаций лежит над северным склоном поверхности слоя, а интенсивность деформаций коррелируется с величиной угла наклона этой поверхности. Почти все сейсмические события размещаются выше кровли слоя. Показанные совпадения говорят, что поле деформации и распределение сейсмичности связаны единым тектоническим процессом и зависят от геометрии корового проводящего слоя.

Рассмотрено воздействие мощных электромагнитных импульсов МГД-генератора на сейсмический режим в пределах Бишкекского геодинамического полигона. Установлено, что после пусков МГД-генератора сейсмичность рассматриваемого района становится заметно выше, чем до них. Активизация местных землетрясений возникает через 2 – 4 дня после пусков и продолжается в течение нескольких суток. Показано, что электромагнитные импульсы инициируют выделение энергии, накопленной средой в ходе тектонических процессов, в виде относительно слабых землетрясений.