Халелов А.К., Жаксылыкова Ж.

Казахский Национальный Технический Университет имени К.И. Сатпаева

Прогноз очагов зонные плавки (ОЗП) верхней мантии

В настоящее время для успешного решения проблемы прогноза землетрясений недостаточно изучать закономерности изменения различных параметров сейсмичности, а

1. Необходимо: знать состояние среды сейсмоносных зон, т.е земной коры и верхней мантии, где происходит сложные физические и химические процессы, приводящие к накоплению сейсмической энергии и возникновению землетрясений;

2. Изучения структурных неоднородностей, вещественного состава и процессов в верхней мантии и протекающих в неоднородноглубиннах зонах; плотностных неоднородностей, находящихся ниже астеносферного слоя; характера изостатического состояния регионов, с целью выяснения пространственного распределения очагов уплотнения и разуплотнения верхней мантии и проведение с вертикальной стратификации и латерального районирования среды;

3. Выяснение -анизотропных свойстов верхней мантии; специфических особенности среды (в часности, поглащающих свойств); процессов конвективной неустойчивости (гравитационная конвекция) характера и различий температурных и термоупругих напряжений; физико-химических превращений и механизма деформаций крупных блоков над астеносферного слоя верхней мантии

4. Вывление – блоков мантии и оценка глубины проникновения этих блоков;

слоистости (этажности) мантии; областей регионального изменения времении пробега мантийных волн; дислакационно-разломных зон регианального характера и неоднородностей вещества верхней мантии, оказывающих влияние на развитие структурных элементов земной коры; пространственного распределения областей и слоев с различными магнитными свойствами, интенсивностью и характером затухания с глубиной аномалий магнитного поля; структурных неоднородностей (в.т.ч дислокационных) низов коры и верхов верхней мантии, блоков и протяженных планетарных разломов; региональных латериальных неоднородностей верхов верхней мантии и структурных несогласии ее глубинных границ; латеральных температурных неоднородностей верхней мантии; возможных изменений поверхности Кюри, глубины залегания подошвы магнитоактивных блоков верхней мантии вследствие тектонических и других процессов в активных областях (например, вследствие перераспределения давления); неоднородности вещественного состава, температурного режима и физико-химических условий верхней мантии;

5. Уточнение сведений о температурных неоднородностях верхней мантии и положение очагов частичного плавления веществ мантии; [5]

6. Определение очагов уплотнения и разуплотнения веществ верхней мантии и участков перераспределения материала; положение кровли проводящих слоев и ослабленных и очаговых зон землетрясения [5].

Борьба с землятресениями началось давно. Например 27-30 января 1976 году в Главной Астрономической обсерватории АН СССР в Пулкове (Ленинград) состаялось Всесоюзное совещание по проблеме «Возможное проявление солнечной планетной системы на солнечную активность, космически лучи и сейсмическую активность Земли» [5].

Оригиналность этого совещания, пишет Васильева Г.Я., состояла в первой попытке с разных позиции и обсудить некоторое спорные положения проблемы Солнце-Земля-Планеты, в первые так же была сделана попытка с единых позиции подоити к ритмике явлений на Солнце, Земле, в межпланетной среде как явлений, присущих галактическому региону...

Материалы этого совещания в свое время не были опубликованы в связи с тем, что считались малоубедительными. Однако к настоящему времени многие результаты, доложенные на нем подтвердились, например, доклад Т.А.Акишева, и И.М.Пудовкина, А.С.Соколова «О геомагнитных исследованиях в сейсмоактивных зонах Южного Казахстана». Показано, что исследования геомагнитного поля могут быть использованны для прогноза землятрисений.[2].

Любой процесс подготовки землетрясения предпологает развитие его во времени и наличие в связи с этим различных состояний сред на пути этого процесса. Пожалуй это самый сложный момент исследования. В настоящеее время многие сейсмоопасные регионы изучены достаточно детально, выявлены примерные крупные контуры блоков земной коры и особенности их внутренного строения. Вся трудность в том, что бы выявить, в какой же стадии подготовки к землетрясению находится среда. Перераспределение напряжений в среде происходили непрырывно и фактическую роль верхней мантии в процессе подготовки землетрясения пока не удается оценить количественно.

Модель которая можно объяснить все аномалии геомагнитных вариации, оказывается невероятно сложной. Рикитаки Т. Предложил клинообразное внедрение низкопроводимого материала мантии. Сверх того, должна быть высокопроводящая цепь электрического тока приблизительно на глубине 100-200 км. Он выдвинул гипотезу о возможной связи между клинообразным проникновением мантии, местонахождением глубокофокусных землетрясении, образованием глубоких трещин, тендеции и проявления вулканизма и т.д. А также предположил, что вклинивание верхней мантии может быть вызвано конвекцией между гипотетическим вклиниванием, предпологаемый конвекций и наблюдаемыми низкими значениями теплового потока, но видимому, вероятнее всего, что подземные структуры, которые обнаруживаются в результате изучения аномалии геомагнитных вариаций, коррелируются с орогенезом, сейсмичнотью и т.д.

В виду высокодискуссионной природы геофизической интерпретации японских аномалии геомагнитных вариации необходимо предпринять дальнейшее усилия для лучшего проведения наблюдений – пишет Т.Рикитаки [3].

Используя методику интерпретации кривых магнитотеллурических зондировании (МТЗ), позволяющая исключение влиянии индукционных и гальванических искажении на результаты МТЗ изученна глубинное строение по профилю Троицко-Карачужика по Рудному Алтаю.

Земная кора глубиными разломами делится на четыре зоны: Западно-Калбинская-толщиной порядка 44 км; Колба-Нарыская – Рудный Алтай- толщиной 37-48 км; Алейский антиклинорий- толщиной 40-49 км; Юбилейно- Снегерихинская и Змейногорск- Быструшенская- толщиной 44-49 км. (рис.1 б)

Рисунок 1 а Рисунок 1 б

На рис.,1 а приведеный сопоставление графиков изотерм МТЗ - 2 с изотермами докембриских щитов; точки их пересечения приурочена к подошве литосферы; толщина между точками пересечения изотермы МТЗ и изотермами докембрийских щитов и океанической корой, вероятно соответсвует проводящему слою верхней мантии. Ниже точки пересечения изотермы МТЗ океанической корой до линии солидуса указывает наличие очагов «зонной плавки» и их толщину[4,5,8].

На геотермическом разрезе (рис.1б) рассматриваемого участка толщина литосферы изменяется от 60 км на юге – западе и увеличивается до 120км на северо-востоке и по характеру изменения подошвы земной коры и литосферы напоминает зону редукции. Как видно «корнями» глубинных разломов являются очаги «зонной плавки» (ОЗП). При этом малоамплитудный «истощенный» ОЗП по видимому породил глубинные разломы, ограничевающие Рудный Алтай, а ОЗП дислоцированный на глубине 160-200 км, в плане соответствует области Горного Алтая, которая в настоящее время является сейсмомобильной зоной и его вышележащая над ОЗП толща проводящего слоя верхней мантии является высокотемпературной областью [5]. «В горном Алтае 22 апреля 2012 года в Павлодарской области (Казахстан) в 04.42 по московскому времени произошло землетрясение магнитудой 4. Подземный толчок в Туве магнитудой 3,6 зафиксирован 21 апреля 04.42 и 22 апреля 2012 года 05.10 по московскому времени произошло землетрясение магнитудой 4.6, его энергетический класс составил 12,2», – говорится в сообщении Алтая-Саянского филиала геофизической службы Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) [9].

Таким образом, изучение внутренного строения земной коры и верхней мантии «сейсмоактивных» областей, с целью выявления высокопроводящих слоев и очагов «зонной плавки» и их глубин залегания (толщин), а также установление связи с глубинными разломами неодходимо для составления конкретных разрезов моделей земной коры с разными геодинамическими режимами и степенью сейсмической активностью, как примере Рудного и Горного Алтая. На основании этих данных возможно сформулировать хотя бы в общей форме принципиальные критерии сходства и различия сейсмогенных и сейсмических сред, необходимые для качественных оценки возможности краткосрочного прогноза сильных разрушительных землетрясений [4,5,6,7].

Литература

1. Исследование земной коры и верхней мантии сеймоопасных зон территорий СССР. Ю.К. Шукин и др. М.:Недра, 1984, стр 176-180

2. Проявление космических факторов на Земле и звездах. Проблемы исследования вселенной. Вып.9, М-Л. 1980, стр 5

3. Рикитаки Т. Электромагнетизим и внутреннее строение Земли. Л.:Недра 1968, с 332

4. Халелов А.К. Способ исключения искажений кривых МТЗ, обусловленных влиянием неоднородности разреза. Изд-во АН КССР сер. геол №1, Алма-ата, Гылым, 1991

5. Халелов А.К. Жер бетінің палеотектоникалық және палеогеографиялық жағдайлары. Палеотектонические и палеогеографические обстановки поверхности Земли. Алматы КНТУ, №1(77) 2010, с 5-9

6. Халелов А.К. Использовние сигнала спин-ЭКО (ССЭ) для краткосрочного прогноза сильных землетрясений. Алматы, Вестник КНТУ, №1(77) 2010, с 5-9

7. Краткосрочный прогноз (Болгария)

8. Щерба Г.Н. Колонна преобразования земной коры (геологические аспекты) Алматы: Изд-во Наука, Каз ССР, 1975

9. Материалы из Интернета