Наука и технологические разработки: статья

НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ АНАЛИЗА СЕЙСМИЧНОСТИ НА ПРИМЕРЕ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА И ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ
АГИБАЛОВ АЛЕКСЕЙ ОЛЕГОВИЧ1
ЗАЙЦЕВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ2
СЕНЦОВ АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ1
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Россия, 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Россия, 119234, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы 1
Журнал: Наука и технологические разработки
Том: 100
Номер: 3
Год: 2021
Страницы: 40-52
УДК: 551.1/.4
DOI: 10.21455/std2021.3-4
Ключевые слова: СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ КАВКАЗ, ВОРОНЕЖСКАЯ АНТЕКЛИЗА, РЕЛЬЕФ, СЕЙСМИЧНОСТЬ
Аннотация: Показаны возможности комплексного морфометрического анализа рельефа и компьютерного моделирования современной геодинамики для выделения сейсмически активных участков двух разных регионов, хорошо изученных в сейсмотектоническом отношении - Северо-Западного Кавказа и Воронежской антеклизы. На количественном уровне установлена приуроченность большинства эпицентров землетрясений к областям повышенных значений ряда морфометрических характеристик рельефа (глубине вертикального расчленения, крутизне склонов, плотности линеаментов и линий вытянутости и др.). Методом компьютерного моделирования выделены области возможного формирования новых трещин, в пределах которых расположено 80 % и 65 % эпицентров землетрясений Северо-Западного Кавказа и Воронежской антеклизы соответственно. Доли площади этих областей составляют 55 % (для Северо-Западного Кавказа) и 36 % (для Воронежской антеклизы), что указывает на информативность полученных результатов. Значимость проведенного исследования заключается в том, что использованные методы и подходы могут быть востребованы при оконтуривании предполагаемых сейсмоактивных участков территорий, на которых не проводились детальные сейсмологические наблюдения.
Список литературы: 1. Астахов В.В., Нечипорова Т.П. Современное состояние и перспективы геоморфологического картографирования территории Северного Кавказа // Известия высших учебных заведений. Естественные науки. 2014. № 4. С.104-108. EDN: SCLOTP

Контекст: ...Большее количество информативных морфометрических параметров для Северо-Западного Кавказа объяснимо тем, что тектонические процессы являются главным фактором рельефообразования [Астахов, Нечипорова, 2014], в то время как рельеф Воронежской антеклизы в значительной мере зависит от деятельности ледника и литоморфной составляющей морфогенеза...



2. ГОСТ Р ИСО 16269-7-2004 Статистические методы. Статистическое представление данных. Медиана. Определение точечной оценки и доверительных интервалов. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200035332 (дата обращения 07.07.2021).

3. Ефременко М.А. Современные геодинамически активные зоны Воронежского кристаллического массива по геологическим, геофизическим и сейсмологическим данным: Дис. … канд. геол.-мин. наук. М., 2011. 133 с. EDN: QFPICX

Контекст: ...Плотность ортогональных линий, м-1 0.50 (0.73) - 0.25 (0.34) характеристики среды (осредненные значения коэффициентов Пуассона и внутреннего трения), ориентировки внешних нагрузок, а также конфигурация активных разрывных нарушений [Рогожин и др., 2014; Ефременко, 2011]...

...На Северо-Западном Кавказе они связаны с динамическими подвижками по разломам [Рогожин и др., 2014], на территории Воронежской антеклизы - с развитием геодинамически активных зон [Ефременко, 2011] в сдвиговой обстановке...

...Схема областей возможного формирования новых трещин Воронежской антеклизы, составленная по данным компьютерного моделирования 1 - области возможного формирования новых трещин; 2 - блоки, между которыми расположены геодинамически активные зоны (по [Ефременко, 2011]); 3-6 - эпицентры землетрясений с магнитудой: 3 - до 1, 4 - 1-2, 5 - 2-3, 6 - 3-3.8 Fig. 4...



4. Зыков Д.С., Полещук А.В. Признаки горизонтальных движений Воронежского выступа кристаллического фундамента на неотектоническом этапе // Бюллетень МОИП. Отд. геол. 2015. Т. 90, вып. 2. С.3-13. EDN: UCGMQD

Контекст: ...Разные исследователи [Зыков, Полещук, 2015; Копп, 2004, 2017; Трегуб, 2001] отмечают сложный характер современного напряженного состояния Воронежской антеклизы...



5. Златопольский А.А. Новые возможности технологии LESSA и анализ цифровой модели рельефа. Методический аспект // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8, № 3. С.38-46. EDN: OGAORX

Контекст: ...Линии вытянутости направлены вдоль наиболее четко выраженных линейных форм рельефа и выделены в автоматизированном режиме в программе LESSA [Златопольский, 2011]...



6. Копп М.Л. Мобилистическая неотектоника платформ Юго-Восточной Европы. М.: Наука, 2004. 340 с. EDN: QKDTSD

Контекст: ...Разные исследователи [Зыков, Полещук, 2015; Копп, 2004, 2017; Трегуб, 2001] отмечают сложный характер современного напряженного состояния Воронежской антеклизы...

...структурно-геологических наблюдений: в работе [Копп и др., 2014] отмечено преобладание коллизионного субмеридионального сжатия в этих регионах с отклонением к северо-западу для Воронежской антеклизы [Копп, 2004] и к северо-востоку для Кавказа [Маринин, Расцветаев, 2008]...



7. Копп М.Л. Дугообразные структуры растяжения в региональных и глобальных тектонических обстановках: опыт кинематического анализа. М.: ГЕОС, 2017. 96 с.

Контекст: ...Разные исследователи [Зыков, Полещук, 2015; Копп, 2004, 2017; Трегуб, 2001] отмечают сложный характер современного напряженного состояния Воронежской антеклизы...



8. Копп М.Л., Вержбицкий В.Е., Колесниченко А.А., Тверитинова Т.Ю., Васильев Н.Ю., Корчемагин В.А., Мострюков А.О., Иоффе А.И. Новейшее поле напряжений востока Русской плиты и Урала по макро- и мезоструктурным данным // Геотектоника. 2014. № 4. С.23-43. EDN: SGVUCH

Контекст: ...В целом обоснованность выбора типов внешней нагрузки для обеих рассматриваемых территорий подтверждена результатами структурно-геологических наблюдений: в работе [Копп и др., 2014] отмечено преобладание коллизионного субмеридионального сжатия в этих регионах с отклонением к северо-западу для Воронежской антеклизы [Копп, 2004] и к северо-востоку для Кавказа [Маринин, Расцветаев, 2008]...



9. Маринин А.В., Расцветаев Л.М. Структурные парагенезы Северо-Западного Кавказа // Проблемы тектонофизики. М.: ИФЗ РАН, 2008. С.191-224. EDN: YVWPNR

Контекст: ...работе [Копп и др., 2014] отмечено преобладание коллизионного субмеридионального сжатия в этих регионах с отклонением к северо-западу для Воронежской антеклизы [Копп, 2004] и к северо-востоку для Кавказа [Маринин, Расцветаев, 2008]...



10. Надежка Л.И., Пивоваров С.П., Ефременко М.А., Семенов А.Е. О землетрясениях на территории Воронежского кристаллического массива // Вестн. Воронеж. ун-та. Геология. 2010. Вып. 1. С.233-242. EDN: MUHLOZ

Контекст: ...Материалы и методы исследования С целью анализа взаимосвязи сейсмичности и рельефа по данным [Надежка и др., 2010; Рогожин и др., 2014; Сейсмологический…, 2021; Уломов, Медведева, 2021] составлены сводные сейсмологические каталоги изучаемых территорий и построены графики повторяемости землетрясений...

...или равной 3 квартилю, ≥128 м), 3-4 - плотности ортогональных линий (3 - больше или равной медиане, ≥0.14 м-1; 4 - больше или равной 3 квартилю, ≥0.21 м-1); 5 - эпицентры современных землетрясений (по [Надежка и др., 2010; Сейсмологический…, 2021; Уломов, Медведева, 2021]) Fig. 2...



11. Нетребин П.Б. Морфометрический анализ рельефа Большого Кавказа: Дис.... канд. геогр. наук. Краснодар, 2012. 227 с. EDN: QFYVAX

Контекст: ...К этим параметрам относятся вертикальная и горизонтальная расчлененность рельефа [Философов, 1967; Нетребин, 2012], поэтому нами рассчитаны глубина вертикального расчленения, крутизна склонов и плотность линеаментов и построены схемы кривизны рельефа...



12. Овсюченко А.Н. Сейсмотектоника и элементы современной геодинамики Северо-Западного Кавказа по данным палеосейсмологических исследований: Дисc. … канд. геол.-мин. наук. М.: ИФЗ РАН, 2006. 172 с.

Контекст: ...Плотность линий вытянутости, м-1 0.36 0.37 Модуль кривизны рельефа, м-1 0.44 0.54 Примечание: плотности эпицентров землетрясений рассчитаны по данным [Рогожин и др., 2014]; скорости современных вертикальных движений рассмотрены в [Овсюченко, 2006]...

...Для территории Северо-Западного Кавказа в качестве внешней нагрузки выбрано северо-восточное горизонтальное сжатие [Овсюченко, 2006], для Воронежской антеклизы - простой сдвиг, при котором ось сжатия ориентирована по азимуту 330°...

...Отметим, что для Северо-Западного Кавказа установлена численная корреляция между показателями современной тектонической активности (скоростями вертикальных движений, по [Овсюченко, 2006] и плотностью активных разломов, по [Рогожин и др., 2016]) и шестью морфометрическими характеристиками (высотными отметками, крутизной склонов, глубиной вертикального расчленения, плотностями линеаментов и линий вытянутости, кривизной дневной поверхности, взятой по модулю) (см. табл. 2)...



13. Панина Л.В., Зайцев В.А., Агибалов А.О., Мануилова Е.А., Бардышев Г.П. Основные черты новейшей геодинамики Северо-Западного и Центрального Кавказа // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2021. № 1. С.3-14. EDN: MLMMLD

Контекст: ...Как показано в работе [Панина и др., 2021] на примере Центрального и Северо-Западного Кавказа, ориентировка линий вытянутости и ортогональных линий нередко отражает положение главных нормальных осей новейших напряжений...



14. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Лутиков А.И., Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Горбатиков А.В. Эндогенные опасности Большого Кавказа. М.: ИФЗ РАН, 2014. 256 с. EDN: ZPKBCV

Контекст: ...Материалы и методы исследования С целью анализа взаимосвязи сейсмичности и рельефа по данным [Надежка и др., 2010; Рогожин и др., 2014; Сейсмологический…, 2021; Уломов, Медведева, 2021] составлены сводные сейсмологические каталоги изучаемых территорий и построены графики повторяемости землетрясений...

...Глубина вертикального расчленения, м 0.66 0.78 Плотность линеаментов, м-1 0.62 0.72 Плотность линий вытянутости, м-1 0.36 0.37 Модуль кривизны рельефа, м-1 0.44 0.54 Примечание: плотности эпицентров землетрясений рассчитаны по данным [Рогожин и др., 2014]; скорости современных вертикальных движений рассмотрены в [Овсюченко, 2006]...

...Плотность ортогональных линий, м-1 0.50 (0.73) - 0.25 (0.34) характеристики среды (осредненные значения коэффициентов Пуассона и внутреннего трения), ориентировки внешних нагрузок, а также конфигурация активных разрывных нарушений [Рогожин и др., 2014; Ефременко, 2011]...

...На Северо-Западном Кавказе они связаны с динамическими подвижками по разломам [Рогожин и др., 2014], на территории Воронежской антеклизы - с развитием геодинамически активных зон [Ефременко, 2011] в сдвиговой обстановке...

...Схема областей возможного формирования новых трещин в современном поле напряжений Северо-Западного Кавказа, составленная по данным компьютерного моделирования 1 - области возможного формирования новых трещин; 2 - активные разломы (по [Рогожин и др., 2014]); 3-6 - эпицентры землетрясений с магнитудой: 3 - 0-2, 4 - 2-4, 5 - 4-6, 6 - 6-8 Fig. 3...



15. Руководство пользователя "Analysis Package Reservoir Modelling System (RMS)". URL: www.geodisaster.ru/index.php?page=uchebnye-posobiya-2 (дата обращения: 07.07.2021).

16. Сейсмологический каталог единой геофизической службы РАН. URL: http://www.ceme.gsras.ru/ cgi-bin/new/catalog.pl. (дата обращения 07.07.2021).

17. Спиридонов А.И. Геоморфологическое картографирование. М.: Недра, 1975. 184 с.

Контекст: ...Глубина вертикального расчленения определена по методике [Спиридонов, 1975] как разность максимальных и минимальных высот в расчетных ячейках размерами 20´20 км для Северо-Западного Кавказа и 35´35 км для Воронежской антеклизы...



18. Трегуб А.И. Неотектоническая структура и поля напряжений территории Воронежского кристаллического массива // Вестн. Воронеж. ун-та. Геология. 2001. Вып. 11. С.33-46. EDN: RYMXDF

Контекст: ...Разные исследователи [Зыков, Полещук, 2015; Копп, 2004, 2017; Трегуб, 2001] отмечают сложный характер современного напряженного состояния Воронежской антеклизы...



19. Уломов В.И., Медведева Н.С. Специализированный каталог землетрясений Северной Евразии. URL: seismos-u.ifz.ru/documents/Earthquake-CatalogСКЗ.pdf (дата обращения 07.07.2021).

20. Философов В.П. Методика вычисления и геолого-геоморфологическая интерпретация коэффициента расчлененности рельефа // Вопросы морфометрии. 1967. Т. 1, вып. 2. С.112-146.

Контекст: ...К этим параметрам относятся вертикальная и горизонтальная расчлененность рельефа [Философов, 1967; Нетребин, 2012], поэтому нами рассчитаны глубина вертикального расчленения, крутизна склонов и плотность линеаментов и построены схемы кривизны рельефа...



21. Цифровая модель рельефа. URL: https://topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_data.cgi (дата обращения 07.07.2021).

22. Шевырев С.Л. Программа LEFA: автоматизированный структурный анализ космической основы в среде MATLAB // Успехи современного естествознания. 2018. № 10. С.138-143. EDN: YLXYCL

Контекст: ...Крутизна склонов и гауссова кривизна поверхности рельефа рассчитаны с помощью стандартных инструментов программы ArcGIS, линеаменты выделены по рисунку эрозионной сети путем автоматизированного дешифрирования ЦМР в программе LEFA [Шевырев, 2018]...