Расширенный поискСтатья Алексея Любушина в журнале Frontiers in Earth Science об исследовании свойств глобального сейсмического шума в связи с сильными землетрясениями
В журнале Frontiers in Earth Science вышла статья зав. лабораторией физики колебаний пробных масс (602) ИФЗ РАН, д.ф.-м.н., профессора Алексея Александровича Любушина.
В данной работе в результате изучения длительных непрерывных записей низкочастотных сейсмических шумов на сети широкополосных сейсмических станций, охватывающих весь земной шар, удалось установить характерные моменты времени изменения трендов когерентности свойств сейсмических шумов.
Можно выделить два критических интервала времени, когда свойства сейсмического шума существенно изменились. С учетом того, что свойства сейсмического шума оцениваются в скользящих временных окнах длиной 365 суток, критические интервалы времени также определены с точностью 1 год. Первый интервал времени 2002.5-2003.5 относится к изменению тренда средней максимальной когерентности между значениями первых компонент свойств шума в опорных точках. После этого интервала наблюдается систематический рост средней максимальной когерентности, на который накладываются периодические флуктуации с периодом около 1000 суток. Второй критический интервал времени в поведении глобального сейсмического шума относится к 2011-2012 гг. После него начинаются хаотические пульсации с высокой амплитудой изменения числа пар опорных точек и средних расстояний между опорными точками, для которых возникла сильная попарная когерентность, превосходящая порог 0.8.
Наряду с ростом средней когерентности наблюдается увеличение радиуса пространственных максимальных когерентностей свойств шума. Обе эти тенденции сохраняется до конца 2021 г., что интерпретируется как общий признак роста степени критичности состояния планеты и, как следствие, роста глобальной сейсмической опасности. После двух близких по времени мега-землетрясений: 27.02.2010, М=8.8 в Чили и 11.03.2011, M=9.1 в Японии произошло взрывное увеличение пространственных масштабов сильной когерентности параметров шума, что также является признаком роста критического состояния.
Из графиков поведения «прогностических сил» точек локальных экстремумов анализируемых свойств сейсмического шума по отношению к последовательности сильнейших землетрясений видно, что для трех анализируемых свойств шума графики их прогностической силы достигли максимального значения, равного 1.
Исследован отклик свойств сейсмического шума на вариации длины суток (LOD – length of day). В качестве меры отклика, распределенной по поверхности Земли, использовался максимум спектра когерентности между LOD и ежесуточными значениями свойств шума в сети опорных точек, оцениваемый в скользящем временном окне длиной 1 год. Оценка корреляционной функции между средними значениями отклика на LOD и логарифмом выделившейся сейсмической энергии в скользящем временном окне длиной 1 год указывает на задержку выделения энергии по отношению к максимумам отклика свойств шума на LOD со временем запаздывания около 500 суток. В связи с этим результатом дополнительную интригу вносит экстремальное увеличение среднего значения отклика на LOD в 2021 году.
Оценка мест концентрации сейсмической опасности путем изучения свойств сейсмического шума, согласно используемому методу, сводится к определению мест, где наиболее часто наблюдаются экстремальные значения, то есть к оценке плотностей пространственного распределения минимумов для γ, Δα, и максимума En. Такие оценки показаны на картах в правой колонке рис. 4. Эти цифровые карты сильно коррелированы, и следует обратить внимание на регион на западе и в центре Тихого океана.
Еще одним способом оценки сейсмоопасных мест является оценка плотности распределения максимальных значений средних абсолютных корреляций между шумовыми свойствами, показанными на рисунках 6А,Б. Однако следует иметь в виду малую плотность сейсмических станций, особенно в океанических районах Южного полушария, вследствие чего оценки распределения экстремальных значений шумовых свойств подвержены сильной неопределенности.
Основной результат статьи заключается в том, что с 2003 года происходит нарастание глобальной сейсмической опасности, причем в процессе этого нарастания следует обратить внимание на явления, характерные для последних годовых временных окон.
