Предварительный анализ перемещений станций GPS на Камчатке: скорости плит и геодезический предвестник землетрясения

Предварительный анализ перемещений станций GPS на Камчатке: скорости плит и геодезический предвестник землетрясения

Предварительный анализ перемещений станций GPS на Камчатке: скорости плит и геодезический предвестник землетрясения.

Е.И.Гордеев, В.Е.Левин, В.Ф.Бахтияров, А.А.Гусев, В.М.Павлов, В.Н.Чебров и М.Касахара

Начиная с 1996 г. на Камчатке ведет непрерывную регистрацию сеть из девяти станций GPS. Данные 1996-1999 гг. использованы для определения направлений и скоростей движения станций. На расстояниях до нескольких сот километров выявлены деформации, связанные с сильным Кроноцким землетрясением 5 декабря 1997 г. (Mw=7,8). Они проинтерпретированы в рамках модели упругого полупространства. За полмесяца до этого события на станциях, ближайших к будущему очагу, возникли перемещения заметной амплитуды (предвестник). Перемещения примерно соответствуют "медленному землетрясению"типа двойного диполя, с Mw =7,7, возникшему в зоне форшоков события 5 декабря 1997 г. Также обнаружены четкие косейсмические скачки перемещения. Они прекрасно согласуются с Гарвардским СМТ-решением для очага 5 декабря 1997 г. Имеются и постсейсмические деформации, продолжавшиеся также полмесяца или долее. Они несколько превышают косейсмические и хорошо коррелированны с ними. Это указывает на продолжение движения в пределах уже сформированного очага. Амплитуда постсейсмических движений соответствует источнику с Mw =7,9. Полное перемещение за период с 15.11.1997 г. по 25.12.1997 г. дает суммарный сейсмический момент, соответствующий Mw =8,0. Вдобавок к упомянутым движениям в конце 1997 г., данные показывают перемещение пунктов в 1997-1999 гг. с приблизительно постоянной скоростью. Это движение отражает как относительное движение условно-жестких плит, так и непрерывно изменяющуюся во времени упругую реакцию их краев на межплитовое сцепление (каплинг). Получены первые предварительные оценки для относительных скоростей Северо-Американской, Охотской и Берингийской плит по данным станций, относительно удаленных от наиболее активных границ плит. Движение станций, расположенных вблизи этих границ, качественно согласуется с ожидаемым по причине их сцепления (каплинга) с Тихоокеанской плитой. По крайней мере, в одном случае выявлено четкое различие обсуждаемых скоростей до и после 05.12.1997 г. Этот факт может указывать на изменение параметров каплинга или на реологические эффекты в мантии.

Введение

Исследование деформации островных дуг может прояснить ряд до сих пор мало изученных вопросов современной тектоники плит. В районе Камчатки находится тройное сочленение плит первого порядка, здесь соединяются Тихоокеанская, Североамериканская и Евроазиатская плиты. При более детальном рассмотрении необходимо учитывать присутствие Охотской и Берингийской субплит, причем Охотская является частью Евроазиатской крупномасштабной плиты, а Берингийская - частью соответствующей крупномасштабной Североамериканской плиты. Таким образом, при детальном рассмотрении имеются два сопряженных тройных сочленения: Тихоокеанской, Берингийской и Охотской плит в районе стыка Курило-Камчатского и Алеутского глубоководных желобов, а также Охотской, Берингийской и Североамериканской плит на суше к северу от полуострова Камчатка. Относительно большая доля суши в этой части планеты дает возможность удобного проведения геодезических измерений деформации поверхности. Высокая скорость субдукции Тихоокеанской плиты (около 80 мм/год [3,4]) вызывает мощную сейсмичность и дает возможность оценить скорость движения плит даже по краткосрочным наблюдениям.