Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Викулин А.В. Физика Земли и геодинамика. 2009.pdf
Скачиваний:
420
Добавлен:
03.06.2015
Размер:
11.3 Mб
Скачать

модели геофизической среды.

Во-первых, данные по движению плит, фактически, могут рассматриваться в качестве независимого подтверждения гипотезы о собственном моменте силы блока геофизической среды. Действительно, в работе [Жарков, 1983], на основании данных [Ле Пишон, 1974; Морган, 1974; Forsyth, Uyeda, 1975], сформулирован важный вывод о движении плит: «скорости плит коррелируются с величиной среднего полярного расстояния плиты». При этом В.Н. Жарков [1983] отмечает, «что движение литосферы…увлекает за счет сил вязкого трения подстилающую ее астеносферу» (курсив А.В.) - т.е. движение литосферы никак не зависит от движений в нижележащей астеносфере. В рамках таких геофизических представлений все приведенные выше инструментальные, наблюдательные и теоретические геофизические и геологические данные о вращательном движении плит имеют вполне определенный тектонический смысл. А именно, они, фактически, могут рассматриваться как такие данные, которые в соответствии с (11.53) и (11.53) определяют механизмы, обеспечивающие вращательное движение плит, независимое от движений в мантии. Другими словами, такие вращающие плиты механизмы, как и механизмы, вращающие блоки в описанной выше ротационноупругой модели, обеспечиваются за счет «собственных» источников, независимых от дрейфа материков и, следовательно, от перемещений вдоль разделяющих их разломов.

Во-вторых, из самых общих соображений ясно, что между реальными блоками и плитами не должно быть физически существенной разницы. Различие между такими структурами, как блоки и плиты - чисто математические: пока не удалось получить аналитического решения задачи о поле напряжений вокруг тонкой плиты на поверхности вращающегося шара, аналогичное решению задачи для блока безграничной вращающейся среды (11.23.1) – (11.23.4). Представляется, что поле напряжений, создаваемое взаимодействующими плитами, должно описываться существенно нелинейным уравнением, типа СГ уравнения (11.35), и, следовательно, качественно иметь решение в виде тектонических (т.е. описывающих движение плит) волн – солитонов (11.56), (11.53) и экситонов (11.55), (11.52), с характерной ротационно-упругой скоростью (11.41), (11.42).

Сейсмичность, вулканизм и тектоника как составные части волнового геодинамического процесса

Выше в этой главе были проанализированы свойства сейсмического и вулканического процессов, протекающих в пределах окраины Тихого океана, и тектонического процесса - как движение совокупности плит планеты. Для каждого из процессов в отдельности были установлены определенные волновые (пространственновременные) и энергетические закономерности. Показано, что волновые движения, соответствующие каждому из сейсмического, вулканического и тектонического процессов, имеют такие общие ротационно-упругие закономерности, которые указывают на наличие единого геодинамического источника, связанного с вращением Земли.

Циркулярная поляризация ротацонно-упругих волн. Существование в земной коре геодинамических волн крутильной поляризации вытекает из следующих данных [Викулин, 2008в].

-Часто при землетрясениях во многих регионах мира наблюдались повороты памятников, повороты отдельных частей зданий друг относительно друга, отколы угловых частей зданий, большие деформации стен и перекрытий от кручения.

-Инструментальными измерениями в различных геофизических полях и геологическими данными установлены повороты блоков земной коры, микроплит и значительных по протяженности плит и платформ. Многочисленные примеры таких движений приведены выше.

336

-Из очагов достаточно сильных землетрясений визуально отмечено распространение вдоль поверхности Земли видимых «горбов» или «земляных волн», по сути, гравитационных сейсмических волн, и такие колебания теоретически объяснены и инструментально зарегистрированы.

Врамках ротационно-упругой волновой модели, описанной выше, показано, что достаточно сильное землетрясение является результатом взаимодействия блока земной коры – очага землетрясения, с волной тектонической природы круговой поляризации, по сути – спиновой волной. Согласно построенной теории [Викулин, 2008б, в, Vikulin, 2006]:

-в течение форшоковой стадии происходит разворот поля упругих напряжений

вокруг неподвижного блока земной коры до предельного (критического) значения 420 ± 30 , что, в принципе, может являться доказательством отсутствия в ряде случаев статистически значимого форшокового процесса;

-сам главный толчок и его достаточно сильные афтершоки представляют собой результат «распада» тектонической спиновой уединенной волны (солитона) на дисклинацию (круговую дислокацию) и экситонные возмущения типа волн сейсмической миграции землетрясений (решение II на рис. 11.2, соотношения (11.6), (11.7), (11.6.1), (11.6.2), раздел этой главы «Эффект Доплера»);

-сейсмический момент по самой своей сути приобретает естественное обоснование

врамках теории круговых (винтовых) дислокаций.

Как показано выше, волновые процессы, связанные с сейсмичностью, имеют общие свойства как с вулканическим процессом в пределах островных дуг и континентальных окраин, так и с тектоническим процессом – движением совокупности плит Земли. При этом механизм «собственного» вращения тектонических плит, в свете проведенных геофизических исследований микроплит Пасха и Хуан-Фернандос [Международный, 2003], оказался почти очевидным. Миграция сильных вулканических извержений вдоль окраины Тихого океана происходит аналогично миграции сильных землетрясений и в периоды региональных катастроф сейсмичность и вулканизм «согласованы» между собой

[Мелекесцев и др., 2005, . 562].

Таким образом, можно принять, что и геодинамические волны, «управляющие» сейсмическим, вулканическим, тектоническим и другими геофизическими и геологическими процессами Земли, имеют циркулярную поляризацию. Следовательно, геодинамика – наука о геофизических и геологических процессах Земли, по сути своей, является ротационной. «Механическая» составляющая волновой геодинамики подробно будет рассмотрена ниже в главе 13 в разделе «Фигура равновесия вращающихся тел. Задача Дирихле».

В связи с такими подходами необходимо будет в дальнейшем пересмотреть некоторые основы нашего подхода к проблемам геодинамики и физики Земли [Викулин, 2003, 2004, 2008в].

Ротации и Глобальная тектоника. 1. Следует отметить, что в работах [Ле Пишон, 1974; Морган, 1974; Новая…, 1974; Forsyth, Uyeda, 1975] поиск корреляций между скоростями движения границ плит и другими их параметрами проводился в полном соответствии с принципами механики движения жестких плит вдоль сферической поверхности. Однако такое рассмотрение происходило без учета вращения планеты. Поэтому, несмотря на абсолютно правильную с механической точки зрения формулировку целей исследования: «Обладает ли тектонический механизм достаточной для движения плит энергией?», «Может ли предлагаемый теоретический механизм вызвать фиксируемые в зонах спрединга и субдукции движения плит?» [Forsyth, Uyeda, 1975], игнорирование эффектов, связанных с вращением Земли, привело к «пропуску» нелинейных сейсмотектонических решений ротационного типа (11.56) - (11.55) или (11.52) - (11.53). И, как следствие, в рамках Новой глобальной тектоники [Новая…, 1974] потребовалось отвечать на вопросы типа [Айзекс, Оливер, Сайкс, 1974]: «Подтверждают ли данные сейсмологии концепцию новой глобальной тектоники?» и «Позволяет ли новая глобальная

337

тектоника по-новому подойти к проблемам сейсмологии?» - ответы на которые, вообще говоря, были заранее очевидны. Надо отметить, что не на все из таких вопросов к настоящему времени получены убедительные ответы. Например, «структурные и кинематические решения, предлагаемые плейттектоникой, во многих случаях малообоснованны» [Пущаровский, 2005]. Более того, становится все более очевидной несостоятельность Новой глобальной тектоники как всеобъемлющей геодинамической концепции [Спорные…, 2002]. И, тем не менее, плейттектоническая концепция своей наглядностью, тесной причастностью ко многим научным дисциплинам и, по-видимому, главным – своим «мобилистическим началом» [Пущаровский, 2005], уже сыграла, и еще в течение долгого времени будет продолжать играть важную роль в науках о Земле, так как является «популярной до предела» [Пущаровский, 2005].

2.Движение плит и сейсмичность (и вулканизм) – как гром и молния (и дождь), по своей сути – есть разные проявления одного и того же геодинамического процесса. В рамках Новой глобальной тектоники представляется очевидным, что движение плит и тектоника (молния) – «первичны», а землетрясения и сейсмология (гром) – «вторичны». В рамках же геодинамического процесса, опирающегося на представления о нелинейных свойствах вращающейся геофизической среды, вопрос о «первичности» и «вторичности»

втакой постановке, вообще говоря, не имеет смысла: они все генерируются единым источником, напрямую связанным с вращением Земли вокруг своей оси. Действительно, и ранее [Викулин, 2003], и выше показано, что и тектонические плиты, и сейсмофакальные блоки на вращающейся планете движутся в условиях самосогласованного упругого поля, волновые свойства которого являются ротационно обусловленными. В соответствии с теоремой Эйлера таким движениям должны соответствовать вполне определенные трансляционные перемещения блоков – землетрясения, сейсмический процесс и плит - тектонический процесс, наблюдаемые на поверхности Земли. Другими словами, «первичным», по сути, является сам геодинамический процесс, волновая (самоорганизующая) природа которого в условиях ротации планеты обеспечивается наличием собственных моментов у слагающих геологическую среду образований. В таком случае становится понятным, почему согласно [Бондарчук, 1970, с. 57], «тектоническое (по сути – геодинамическое – А.В.) движение есть производная форма вращательного движения».

3.В последнее время наблюдается резкое повышение интереса к проблеме вихревых структур и их взаимосвязи с ротацией планеты. «Весьма показательным в этом смысле можно назвать XXXV Тектоническое совещание 2002 года [Тектоника…, 2002], каждый седьмой доклад которого в той или иной мере касался теоретических, планетарных или региональных проблем ротогенеза. Несколько докладов на этом совещании были посвящены результатам изучения влияния ротационного режима Земли на новейшую и современную геодинамику. Отдельные публикации, появившиеся в последние годы, подтверждают перспективность и плодотворность таких исследований, вносящих существенный вклад в познание геотектоники и геодинамики и зачастую приводящих к весьма неожиданным результатам. Огромный фактический материал, накопленный к настоящему времени по обсуждаемой проблеме, вероятно, заслуживает того, чтобы комплекс структур, обязанных своим происхождением ротационному фактору, стал рассматриваться в рамках специально выделенной ротационной тектоники»

[Полетаев, 2005].

Более того, согласно [Наливкин, 1969, с. 91], «размеры сил, вызывающих движение

влитосфере … совершенно исключительны. Не меньше они и в гидросфере и, конечно, в литосфере. Они должны вызывать изменения и в твердой среде. Отрицать существование этих изменений бесполезно и даже вредно». Мы уже начинаем осознавать преобладающую роль циклонических процессов в атмосфере [Наливкин, 1969; Сидоров, 2002б] и гидросфере [Бреховских, Иванов, Кошляков, 1971; Крамарева, 2002] Земли и их тесную связь с вращением планеты [Иванчин, 2004; Сидоров, 2002а]. Этот, по сути,

338

«непрерывный» ряд явлений хорошо дополняют существенно большие по масштабу и интенсивности циклонические явления в атмосферах быстро вращающихся Юпитера, Сатурна и, по-видимому, Нептуна и отсутствие данных о таких явлениях в атмосфере практически не вращающейся вокруг своей оси Венеры. Юпитер и Сатурн, к тому же, имеют гигантские по масштабу и массе (вращающиеся) спутниковые системы.

На существование тесной взаимосвязи между движениями в литосфере, гидросфере и атмосфере Земли указывают и такие данные. С одной стороны, нутация планеты, ее амплитуда и частота связаны с сейсмотектоническим процессом [Викулин, Кролевец, 2001], с другой – периоды многолетних возмущений в системе океан – атмосфера кратны периодам Чандлера [Сидоров, 2002б, с. 278]. Эти данные подтверждают сформулированный многими исследователями вывод о том, что литосфера (тектоносфера)

– гидросфера – атмосфера представляют собой единую нелинейную систему, движение которой определяется вращательными движениями планеты. Как видим, «комплекс структур, обязанных своим происхождением ротационному фактору» [Полетаев, 2005], необходимо рассматривать, в том числе и с более общих позиций - ротационной физики Земли [Викулин, 2004, 2008а, б].

4. В самое последнее время появились данные о невозможности существования упруго-вязких волн, распространяющихся вдоль литосферного разлома [Антонов, Кондратьев, 2008]. Такие волны описываются в широко известных моделях В.Г. Быкова, В.Н. Николаевского, В. Эльзассера и др. [Быков, 2000, 2005; Лобковский, Баранов, 1984;

Маламуд, Николаевский, 1989; Николаевский, 1995, 1996, 2008; Bykov, 2008]. В

складывающейся ситуации описанный выше ротационно-упругий механизм, допускающий существование собственных моментов у геофизических блоков и геологических плит, становится, пожалуй, единственным механизмом, способным объяснить природу уединенных тектонических волн: иначе возникают большие трудности с получением сильно нелинейного уравнения движения, типа уравнения синус-Гордона.

Что же такое землетрясение и его очаг? 1. Дальнодействующий характер взаимодействия блоков земной коры и расположенных в их пределах очагов землетрясений между собой, волновая миграция очагов землетрясений, явление парности землетрясений, эффекты землетрясений-дуплетов и мультиплетов с очевидностью показывают, что землетрясения и выделение упругих энергий в их очагах является составной и неотъемлемой частью непрерывно протекающего на планете сейсмического процесса, который сопровождается постоянно изменяющимся планетарным геодинамическим полем. Возникают вполне закономерные вопросы: «Так что же такое (отдельно взятое) землетрясение? Какая часть планетарной геодинамической энергии выделяется в его очаге и что же, по сути, он собой представляет?».

Впервые такой вопрос о землетрясении автору этой книги был задан в 1984 г. во время его доклада «О новом методе решения геофизических задач» на конференции «Прогноз сейсмической опасности на Дальнем Востоке» в Южно-Сахалинске [Викулин, 1984а]. В этом своем выступлении автор излагал один из своих первых вариантов построения модели сейсмического процесса, представляющего собой совокупность землетрясений тихоокеанского сейсмического пояса, рассматриваемую в «трехмерном» представлении: пространство - время - энергия. И вопрос: «Так что же в таком случае, на ваш взгляд, представляет собою землетрясение!», как-то сам собой естественным образом «всплыл» и был задан автору в ходе возникшей дискуссии по докладу.

В 1984 г. обсуждение таких вопросов казалось абсурдным и лишенным всякого физического смысла, так как физика очага землетрясения, основанная на «близкодействующих», по сути, локальных принципах Ф. Рейда, казалась уже почти установленной. Теперь, когда вопросы о «дальнодействии» упругих полей вокруг очагов (миграция, удаленные форшоки и афтершоки, пары землетрясений и землетрясениядуплеты и др.) постепенно начинают выходить на первый план (глава 11), становится ясным, что такого рода вопросы вполне обоснованы и требуют ответа. Так какая же часть

339

планетарного геодинамического (сейсмический «плюс» вулканический «плюс» тектонический) процесса может быть отождествлена с конкретным землетрясением и что такое его очаг? Ясно, что такого же рода вопросы могут быть сформулированы и относительно вулканических извержений и питающих их магматических очагов и относительно «самостоятельности» тектонического процесса в том или ином конкретном регионе планеты.

Ответ автора на той южно-сахалинской конференции на поставленный вопрос, данный им в рамках аналогии: очаги землетрясений в Земле подобны различным дислокационным структурам в твердом теле, упруго взаимодействующим между собой – не только не убедил аудиторию, но был расценен как некая экстравагантная и вызывающая выходка докладчика. И это несмотря на то, что эффект дальнодействия дислокаций в физике твердого тела в то время уже достаточно хорошо был известен и исследован [Викулин, Иванчин, 2002]. Действительно, при колоссальной плотности дислокаций (~ 1013 см-2) «эффективный» радиус действия самосогласованного упругого поля, создаваемого дислокациями в объеме твердого тела ~ 1 см3, по размерам «может превышать футбольное поле» [Лихачев, Волков, Шудегов, 1986, с. 3].

2. Энергия является физической величиной, поэтому определение ее величины является принципиальным моментом любой теории и модели. Первый способ модельного определения А.В. Викулиным энергии сейсмического процесса был основан на геометрически прозрачном циклическом свойстве сейсмичности – на свойстве непересечения очагов сильнейших землетрясений в течение сейсмического цикла [Федотов, 1965, 1968]. В рамках таких представлений удалось показать, что, в принципе, оказывается возможным определить понятия и кинетической и потенциальной энергии сейсмического процесса [Викулин, Викулина, 1989].

В рамках ротационной модели сейсмотектонического процесса, протекающего в пределах протяженного пояса и описываемого сильно нелинейным уравнением типа уравнения синус-Гордона (СГ), появление представлений о сейсмотектонической потенциальной и кинетической энергии, с точки зрения механики достаточно очевидно. Действительно, одномерное уравнение СГ, как известно, относится к классу интегрируемых уравнений, для которых в явном виде существует и функция Лагранжа и интегралы (законы) сохранения. Тогда из теоремы вириала, связывающей между собой потенциальную и кинетическую энергии механической системы, полагая, что потенциальной энергией является энергия взаимодействия блоков (и плит) Eint , для

величины кинетической геодинамической энергии E получаем [Викулин, 2003а]:

Eint = 2E .

(11.57)

Кинетическая энергия Е, очевидно, представляет собой сумму всех энергий, характеризующих движения (перемещения) вещества Земли, которые имели место после того или иного геодинамического явления. К их числу относятся активизация вулканов, связанная с перемещением магмы на глубине и продуктов извержения на поверхности Земли, движения тектонических плит и перемещения блоков, которые, в том числе, сопровождаются упругими и криповыми волнами, собственными колебаниями планеты и другие.

Сейсмический и вулканический процессы часто протекают без видимой взаимосвязи; взаимосвязь между этим процессами достаточно отчетливо начинает проявляться в случае наиболее сильных землетрясений и катастрофических извержений вулканов, как правило, в периоды региональных катастроф [Мелекесцев и др., 2005]. Наиболее сильные вулканические землетрясения имеют магнитуды не более M max, volc 7 и их очаги «территориально» достаточно отчетливо отделены от

очагов тектонических землетрясений. Интенсивные собственные колебания планеты

340

наблюдаются, как правило, при наиболее сильных землетрясениях, имеющих предельные

магнитуды M max : M S 8,3 ÷8,5; MW

9 .

Сильнейшие землетрясения

с магнитудами в диапазоне M max,volc < M < M max ,

M 8 , разделены во времени: на Земле такие землетрясения происходят примерно один раз в год. Очаг такого землетрясения однозначно «локализуется» вступлениями излучаемых главным толчком волн на сейсмограммах станций сейсмической сети и компактным расположением его форшоков и афтершоков. Очаговая область землетрясения с M 8 , как показали детальные исследования, имеет достаточно простое «внутреннее» строение, что выражается монотонным по закону Омори уменьшением сейсмической активности в каждой точке афтершоковой области в течение первого афтершокового года [Викулин, 2003, с. 25-27]. По сути, очагом такого землетрясения с магнитудой M 8 является «элементарный» сейсмофокальный блок, имеющий протяженность около 150 (100 ÷ 250) км (см. соотношения (11.13) – (11.15)). В таком случае на основании соотношений (11.57) и (11.24), (11.25) и (11.44) для модельного определения величины выделяемой при землетрясении с M 8 упругой энергии можно использовать соотношения (11.24) и (11.25). Как показывают оценки, проведенные в этой главе на стр. 314, сейсмический кпд такого преобразования сейсмотектонической энергии в энергию сейсмических волн, уносимых из очага землетрясения, составит около 10-8.

Именно такая идеология «одиночного» и не связанного с другими геодинамическими явлениями очага землетрясения, традиционно используемая многими исследователями (например, [Ризниченко, 1985]), и была положена автором в главе 3 при выводе зависимости между магнитудой землетрясения и протяженностью его очага (3.11), (3.12). Если же полагать кпд равным 10-4-10-6, то в рамках ротационной модели необходимо будет признать, что даже в случае явного отсутствия видимой связи сейсмичности с другими явлениями, большая часть геодинамической энергии, связанной с взаимодействием тектонических плит и сейсмофокальных блоков, расходуется не на сейсмический процесс, протекающий с излучением упругих волн.

3. Землетрясение с M M max , как правило, имеет очаговую область,

протяженность которой значительно превышает размеры элементарного сейсмофокального блока (табл. 11.15). В пределах очаговой области такого землетрясения фор-афтершоковый процесс развивается вполне закономерным образом (рис. 11.2 – 11.6, табл. 11.1 – 11.3), что, на первый взгляд, позволяет отнести такую область к описанному выше классу очаговых областей «одиночных» землетрясений с M 8 . Однако землетрясения с M M max , как правило, представляют собой мультиплетные события.

Действительно, каждое из таких землетрясений представлено не одним, а несколькими толчками. При этом их очаги разбиваются на несколько субочагов. Например, Большое Камчатское землетрясение-дуплет 4.11.1952 г. (табл. 11.15), афтершоковая область которого представлена двумя областями протяженностью 200-250 км каждая, отстоящими друг от друга на расстояние около 150-200 км (рис. 3.4 б). И Аляскинское «шеститолчковое» землетрясение 28.3.1964 г. (табл. 11.15), сильные афтершоки которого достаточно равномерно заполнили собой всю очаговую область протяженностью 750 км

(рис. 3.4 в).

Отличительная особенность сейсмического процесса, сопровождаемого мультиплетными землетрясениями, заключается в следующем. Согласно развиваемой автором ротационной модели в результате такого землетрясения «сбрасываются» (перераспределяются) не только момент сил (11.23.1) и энергия (11.23.2) упругих напряжений, связанные с каждым из субочагов в отдельности, но и моменты сил (11.28) и энергии (11.27) упругих напряжений, обусловленные взаимодействием субочагов между собой. Предельный («энергетический») случай такого мультиплетного землетрясения – случай параллельно ориентированных субочагов (φ = 0) , когда энергия взаимодействия

341

(11.27) максимальна (cosφ =1) , а момент сил (11.28) равен нулю (sinφ = 0) , разобран

выше на стр. 319-320.

Второй предельный случай, возможный в рамках ротационной модели, соответствует ортогонально ориентированным субочагам: φ = π / 2 ±π , для которых

момент силы упругого поля, связанный с их взаимодействием, по абсолютной величине максимален ( sinφ = ±1), а энергия их взаимодействия (11.27) равна нулю ( cosφ = 0 ). Как

видим, в рамках ротационной модели «моментное взаимодействие» субочагов не сопровождается выделением упругой энергии их (субочагов) взаимодействия между собой.

Таблица 11.15. Данные о магнитудах МS и MW, протяженности очага (области афтершоков) L, числе субочагов N и мультиплетности - числе толчков n для наиболее сильных (интенсивных) тихоокеанских землетрясений второй половины ХХ века.

Дата

 

 

 

Протяжен-

Число

Число

 

землет-

Регион

МS

MW

ность очага,

очагов, N

толчков,

Источник

рясения

 

 

 

L [км]

2(3)

n

 

1952

Камчатка

8,5

9,0

600

2

[14, 60, 157]

1957

Алеуты

7,9

8,8

1100 - 1300

6 - 8

-

[169]

1960

Чили

8,3

9,5

≈ 2000

≈ 10

>2

[170]

1963

Курилы

8,2

8,5

250

2

2

[14, 60, 61]

1964

Аляска

8,3

9,2

750

4 - 5

6

[61, 63, 124]

1965

Алеуты

7,9;8,5

8,7

 

 

> 2

[61, 104, 169]

 

 

8,7

 

600 - 700

3 - 5

 

[106]

Приложение. Данные о размерах очаговых областей использовались из работ [Викулин, 2003, 1988] и рис. 3.4б, в; использовались так же данные, приведенные в разделе этой главы «Эффект Доплера» и в работе [Касахара, 1985, с. 242-243].

К «моментным» предельным землетрясениям, по-видимому, можно отнести землетрясения, которые при их значительных по величине магнитудах и больших по протяженности афтершоковых областях сопровождались аномально низким макросейсмическим эффектом. К числу таких событий можно отнести, например, землетрясение 2.07.1965 (табл. 11.15), которое на Крысьих и Андреяновских островах, расположенных внутри очаговой области, ощущалось не более чем 6-балльное по XIIбалльной шкале [Соловьев, Го, 1974, с. 25-27]. Такая же макросейсмическая аномалия отмечена и при других алеутских сильнейших землетрясениях. Так, землетрясение 17.12.1929, М = 8,0, L = 600-700 км на островах Ближних - Беринга ощущалось с интенсивностью не более 5 баллов [Викулин, 1988], землетрясение 10.11.1938, М = 8,3, L

=600-900 км на полуострове Аляска, фактически, на границе афтершоковой области - не более 6 баллов [Соловьев, Го, 1974, с. 19-20].

Причина аномально низкого на большой (гигантской) территории макросейсмического эффекта для землетрясений таких больших магнитуд, может заключаться в следующем.

30.1.1917 г. в Камчатском проливе, в месте сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг, между островом Беринга (Алеутская дуга) и полуостровом Камчатский мыс (Камчатка) произошло, на первый взгляд, «обычное» землетрясение с М

=8,1. Данные об этом землетрясении собраны в работе [Викулин, 1986]. Согласно этим данным отличительной особенностью землетрясения 1917 г. является низкочастотное (с периодом около одной минуты) излучение сейсмических волн из области его очага. При этом землетрясении, «не ощущавшимся обывателями Петропавловска-Камчатского», сейсмограф Голицына на сейсмической станции Петропавловск-Камчатский, расположенной на эпицентральном расстоянии 440 км, вышел из строя: «максимальное

342

отклонение пера на сейсмограмме 124 мм, затем сдвинуло магниты, выбросило перья»

[Пурин, 1917].

При скорости продольных волн VP ≈ 10 км/с для размера области, излучавшей волну с периодом около Т ≈ 60 с, получаем оценку протяженности, близкую

L =VP T 600 км.

Землетрясение 19 января, по-видимому, являвшееся форшоком землетрясения 30 января, ощущалось в Петропавловске-Камчатском как «слабое землетрясение в течение более трех часов с периодом от 10 до 30 с» [Предварительный…, 1968]. Это землетрясение – форшок также можно рассматривать как подтверждение и низкочастотной особенности очага главного толчка и, тем самым, его больших размеров.

Очаг землетрясения 30.1.1917 г. расположен на западном фланге Алеутской островной дуги, в пределах которой и происходили отмеченные выше землетрясения 1929, 1938 и 1965 гг. с аномально низким макросейсмическим эффектом. Более того, отличительной особенностью всех сильнейших ( M 7,9 ) алеутских землетрясений ХХ

века (N = 8) является аномально большая протяженность их очагов ( L =1000 ± 300 км) по сравнению с протяженностями очагов таких же по магнитуде землетрясений в других островных дугах Тихого океана [Викулин, 1988, 2003]. Аномально большая протяженность очагов сильнейших алеутских землетрясений является характерной особенностью сейсмического процесса в пределах Алеутской дуги [Викулин, 1988, 2003] и может быть объяснена именно моментным характером взаимодействия слагающих его субочагов между собой.

В пользу такой точки зрения, на наш взгляд, указывают так же и данные о малой интенсивности цунами, образовавшихся при большинстве из отмеченных сильнейших землетрясений с аномально низким макросейсмическим эффектом. Так, не отмечено цунами после землетрясений 30.1.1917 и 17.12.1929, а после землетрясения 10.11.1938 эффект цунами был весьма незначительным [Соловьев, Го, 1974, с. 18-20; Соловьев, 1978]. Эти данные показывают, что сейсмический процесс в очагах сильнейших алеутских землетрясений с аномально низким макросейсмическим эффектом протекал без образования крупных цунамигенных нарушений – разрывов и деформаций морского дна.

Таким образом, аномально низкий макросейсмический эффект, отмеченный при некоторых алеутских землетрясениях, по-видимому, позволяет предположить следующее. Моментное взаимодействие «в чистом виде» является не результатом «сброса» (высвобождения) значительной по величине упругой энергии, снимаемой с поверхностей образовавшихся при землетрясении крупных разрывов, а результатом «высвобождения» из объема земной коры момента силы упругих напряжений, ответственного за взаимодействие субочагов между собой. Такие «моментные» напряжения, связанные с взаимодействием субочагов, согласно ротационной модели, сосредоточены не столько в пределах очагов (субочагов), сколько в окружающем их пространстве. Более того, достаточно сильные мультиплетные землетрясения, в том числе и все отмеченные в табл. 11.15, сопровождались интенсивными собственными колебаниями Земли, что позволяет очагом мультиплетного землетрясения в случае «чисто сдвигового» взаимодействия слагающих его субочагов считать всю Землю или только ее «упругие» слои (литосферу - мантию).

4. В ротационную модель сейсмотектонического процесса нами не закладывались никакие критические условия (критерии) разрушения вещества земной коры. Поэтому существование неустойчивости (землетрясения) в процессе передачи (перераспределения) напряжений в системе взаимодействующих сейсмофокальных блоков заложено в самой природе геодинамического процесса, который «знает», когда, где и какой магнитуды произойдет следующее землетрясение и сам его подготавливает. Поэтому высказывание А. Гумбольдта «вулканы являются предохранительными клапанами Земли» можно отнести и к сейсмотектоническому процессу, «предохранительным клапаном» которого, несомненно, является землетрясение. Задачей исследователей является не построение

343