СЕЙСМОЛОГИЯ
УДК 528.2
Член-корреспондент НАН РА А. Г. Багдоев
Уточнение таблицы для геодезического предвестника
землетрясений 
(Представлено 16/I 2003)
   Задача определения геодезического предвестника землетрясений при наличии
разлома, вдоль которого заданы касательные перемещения, решена в [1]. Пусть ось
x направлена по нормали к разлому, ось y вдоль него. В [1] сформyлирована
модельная задача для разлома с использованием дифференциального уравнения
движения среды на разломе, приведенного в [2]. Решение этого уравнения позволяет
записать условие при x=0 для компоненты перемещения по оси y в виде [1] 
где
2a есть ширина зацепления блоков, постоянная a должна
быть определена, V0 - крипповые
перемещения.
   V(y,x) есть нечетная функция x,
поэтому вместо (1) можно взять удвоенное значение для скачка V(y,0) на берегах
разлома [3].
   Решение уравнений статической
теории упругости при условии (1) находится сверткой от решения Эшелби [3] в видe
[1], x і 0, 
  
  
    
      
        
        
           | 
          
            
              
              
                
                  
                    
                    
                      | V(x,y) = | 
                      aV0
                         
                        p
  | 
                       | 
                      Ґ у х 0 
  | 
                       | 
                      м н о
                         | 
                      arctg | 
                      x
                         
                        a - y + yў
  | 
                      + | 
                      a02 - b2
                         
                        a02
  | 
                       | 
                      
                        
                         
                         | 
                      + |    |  
              
                
                  
                    
                    
                      | + arctg | 
                      x
                         
                        a + y + yў
  | 
                      + | 
                      a02 - b2
                         
                        a02
  | 
                       | 
                      
                        
                         
                         | 
                       | 
                      ь э ю
                         | 
                      e-ayўdyў; |    |    | 
           |    | 
    (2) | 
  
  
    
      
        
        
           | 
          
            
              
              
                
                  
                    
                    
                      | U(y,x) = | 
                      aV0
                         
                        2p
  | 
                       | 
                      b2
                         
                        a02
  | 
                       | 
                      Ґ у х 0 
  | 
                      ln | 
                      (a + y + yў)2 + x2
                         
                        (a - y + yў)2 + x2
  | 
                      e-ayўdyў+ | 
                      aV0
                         
                        p
  | 
                       | 
                      ж з и
                         | 
                      1 - | 
                      b2
                         
                        a02
  | 
                       | 
                      ц ч ш
                         | 
                      × |    |  
              
                
                  
                    
                    
                      | × | 
                      Ґ у х 0 
  | 
                       | 
                      м н о
                         | 
                       | 
                      x2
                         
                        (a - y + yў)2 + x2
  | 
                      - | 
                      x2
                         
                        (a + y + yў)2 + x2
  | 
                       | 
                      ь э ю
                         | 
                      e-ayўdyў, |    |    | 
           |    | 
    (2) | 
  
    
    
      
        
          | 
           
          М  | 
          
           
             | 
          
           
             | 
          
           
            
            | 
          
           
             | 
          
           
          a, 
          км  | 
          
           
          
          a, 
          
          1/км  | 
         
        
          | 
           
          5  | 
          
           
            
          
            
          
            
          3  | 
          
           
          0.986  | 
          
           
          0.2  | 
          
           
          4.85  | 
          
           
          4.15  | 
          
           
          1.17  | 
         
        
          | 
           
          5.6  | 
          
           
          0.95  | 
          
           
          0.333  | 
          
           
          4.49  | 
          
           
          7  | 
          
           
          0.64  | 
         
        
          | 
           
          6.1  | 
          
           
          0.885  | 
          
           
          0.5  | 
          
           
          4.37  | 
          
           
          12.5  | 
          
           
          0.349  | 
         
        
          | 
           
          6.7  | 
          
           
          0.85  | 
          
           
          0.9  | 
          
           
          1.61  | 
          
           
          22  | 
          
           
          0.073  | 
         
        
          | 
           
          7.2  | 
          
           
          0.76  | 
          
           
          1.2  | 
          
           
          1.27  | 
          
           
          37.5  | 
          
           
          0.034  | 
         
        
          | 
           
          7.8  | 
          
           
          0  | 
          
           
          1.8  | 
          
           
          1.22  | 
          
           
          65  | 
          
           
          0.02  | 
         
        
          | 
           
          8.4  | 
          
           
          0  | 
          
           
          2.8  | 
          
           
          0.4034  | 
          
           
          115  | 
          
           
          0.00351  | 
         
        
          | 
           
          8.9  | 
          
           
          0  | 
          
           
          3.2  | 
          
           
          0.30237  | 
          
           
          205  | 
          
           
          0.00148  | 
         
       
     
    
      
    
      
        
          | 
           
          5  | 
          
           
            
          
            
          
            
          5  | 
          
           
          0.996  | 
          
           
          0.2  | 
          
           
          5,9  | 
          
           
          4.15  | 
          
           
          1.42  | 
         
        
          | 
           
          5.6  | 
          
           
          0.984  | 
          
           
          0.333  | 
          
           
          5.27  | 
          
           
          7  | 
          
           
          0.75  | 
         
        
          | 
           
          6.1  | 
          
           
          0.976  | 
          
           
          0.5  | 
          
           
          3.4  | 
          
           
          12.5  | 
          
           
          0.272  | 
         
        
          | 
           
          6.7  | 
          
           
          0.958  | 
          
           
          0.9  | 
          
           
          1.79  | 
          
           
          22  | 
          
           
          0.081  | 
         
        
          | 
           
          7.2  | 
          
           
          0.93  | 
          
           
          1.2  | 
          
           
          1.42  | 
          
           
          37.5  | 
          
           
          0.038  | 
         
        
          | 
           
          7.8  | 
          
           
          0.87  | 
          
           
          1.8  | 
          
           
          0.99  | 
          
           
          65  | 
          
           
          0.015  | 
         
        
          | 
           
          8.4  | 
          
           
          0.6  | 
          
           
          2.8  | 
          
           
          0.87  | 
          
           
          115  | 
          
           
          0.0076  | 
         
        
          | 
           
          8.9  | 
          
           
          0.4  | 
          
           
          3.2  | 
          
           
          0.85  | 
          
           
          205  | 
          
           
          0.0041  | 
         
       
     
    
       
    
      
        
          | 
           
          5  | 
          
           
            
          
            
          
            
          7  | 
          
           
          0.999  | 
          
           
          0.2  | 
          
           
          16.68  | 
          
           
          4.15  | 
          
           
          4.02  | 
         
        
          | 
           
          5.6  | 
          
           
          0.99  | 
          
           
          0.333  | 
          
           
          6.95  | 
          
           
          7  | 
          
           
          0.99  | 
         
        
          | 
           
          6.1  | 
          
           
          0.978  | 
          
           
          0.5  | 
          
           
          6.15  | 
          
           
          12.5  | 
          
           
          0.492  | 
         
        
          | 
           
          6.7  | 
          
           
          0.97  | 
          
           
          0.9  | 
          
           
          2.54  | 
          
           
          22  | 
          
           
          0.12  | 
         
        
          | 
           
          7.2  | 
          
           
          0.96  | 
          
           
          1.2  | 
          
           
          1.95  | 
          
           
          37.5  | 
          
           
          0.052  | 
         
        
          | 
           
          7.8  | 
          
           
          0.93  | 
          
           
          1.8  | 
          
           
          1.26  | 
          
           
          65  | 
          
           
          0.02  | 
         
        
          | 
           
          8.4  | 
          
           
          0.8  | 
          
           
          2.8  | 
          
           
          1.08  | 
          
           
          115  | 
          
           
          0.0094  | 
         
        
          | 
           
          8.9  | 
          
           
          0.75  | 
          
           
          3.2  | 
          
           
          0.97  | 
          
           
          205  | 
          
           
          0.0047  | 
         
       
     
     | 
  
 
  где U есть компонента перемещения по оси x,a0 и b есть скорости
продольных и поперечных упругих волн.
   Следуя
[1], найдем деформацию на разломе в виде e = [(¶V)/(¶x)]+[(¶U)/(¶y)], e(y,0) = e0, 
  
  
    | 
       
        
         | 
    (3) | 
где введены безразмерные величины
= [y/a], 
= aa,
= [(yў)/a].
   Можно показать, используя ветвь арктангенса
arctg(-x) = p-arctgx, что (2) удовлетворяет условиям
(1).
   Поскольку для типичных землетрясений
значения минимальной деформации на разрыв известны [4,5], а именно e0 = 3 · 10-5;
 5 · 10-5; 7 · 10-5, можно задавать [(V0)/2a]u из (3) найти
параметр a закладки данного землетрясения. При этом, в
отличие от [4], a зависит также от координаты
y = ymin, начиная с которой возможен разрыв. В [1] это значение
ymin для заданного землетрясения находится из упрощенного уравнения
(3), записанного для больших
  из требования, чтобы в окрестности y = ymin
кривая 
(y) была медленно
меняющейся. В настоящей работе это требование сохраняется, но применяется оно к
точному уравнению (3).
   В результате
получаются значения
 и
a, которые качественно, но не количественно согласуются
с данными [1,4] и приведены в таблице.
   По
ориентировочным данным
 или a = [(
)/a] из таблицы можно построить графики функции V(0,x) для
разных [(V0)/2a],  a, a и путем
сравнения с предполагаемыми опытными данными найти a
для данного землетрясения, a магнитуду (m) определить по таблице или по
известным формулам [3-8]. Эти кривые приведены на рисунке, где
 = [x/a]. При этом верхние кривые соответствуют большим
значениям 
, взятым из
таблицы. Другие методы предсказания землетрясений рассмотрены в
[6-8].
   Предположим теперь, что значения
 меняются от года к году
и определим время, прошедшее с начала подготовки землетрясения. Пусть
t0 есть данный момент времени, например t0 = 2003 год. По
измерениям на местности, приведенным выше, которые сравниваются с данными
рисунка, найдем значения
1,
2,
3 при t = t0, t = t0+1,
t = t0+2.
   Уравнение прямой регресcии
  
  
    
      
        
        
           | 
          
          
           = At + B. |    | 
    (4) | 
   Постоянные A и B находятся из минимума величины 
  
  
    
      
        
        
          y = (At0 + B - 1 | 
          )2 + (At0 + A + B - 2 | 
          )2 + (At0 + 2A + B - 3 | 
          )2 |    | 
    (5) | 
в виде 
  
  
    
      
        
        
          |   | 
          A = - ,   A < 0,   B = -At0 - A + 
            | 
             | 
    (6) | 
   Проведем прямую (4) плоскости t,
 и обозначим через t = b значение
начала закладки процесса.
   В качестве
естественного предположения считаем, что для всех видов землетрясений, для
которых 
1,2,3
находятся для моментов t0,  t0 + 1 и t0 + 2
указанным выше способом, начальные значения
(b) = a0 одинaковы.
   Пусть для одного землетрясения значение момента закладки b0 известно. Тогда по нему из (4) можно найти
a0, а начальные значения t = b для остальных строк найдутся подстановкой
= a0 в (4), где значения A и B находятся по (6) для
каждых 
1,2,3
и t0. Тогда t0 - b даст время, прошедшее с момента закладки процесса для
данного района
Автор благодарит А. В. Саакяна, проделавшего все расчеты по
таблицe и графикам. 
   Институт механики НАН РА 
Литература 
   1. Мовсесян Р. А., Багдоев А.
Г., Саакян А. В.- ДНАН Армении. 2002. Т.102. №2. С.
153-158.
   2. Мкртчян М. С.,
Хачикян А. С.- Изв. НАН Армении. Механика. 1995. Т. 48. №1. С.
16-23.
   3. Аки К., Ричардс П. Количественная сейсмология. Т. 2. М. Мир. 1983. 880
с.
   4. Мовсесян Р. А.- Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1999. №1. С.
3-17.
   5. Ризниченко Ю. В. В кн.: Исследования по физике землетрясений. М. Наука. 1976. С.
9-27.
   6. Григорян С. С. - ДАН СССР. 1989. Т. 306. №5. С. 1083-1087.
   7. Рикитаке Т. - Предсказание землетрясений.
М. Мир. 1979. 388 с. 
   8. Хачиян
Э. Е.- ДНАН Армении. 2001. Т. 101. №1. С. 66-74.