О моделировании закономерностей геодинамического процесса

Геодинамическая активность планеты проявляется в основном в виде сейсмических и вулканических событий, происходящих в пределах наиболее активных регионов Земли: окраины Тихого океана, Альпийско-Гималайского пояса и СрединноАтлантического хребта. Важность изучения закономерностей сейсмического и вулканического процессов объясняется необходимостью понимать и, в результате, иметь возможность уменьшать трагические последствия от катастрофических землетрясений и извержений вулканов.

Проводимые авторами исследования основаны на комплексном подходе к изучению закономерностей планетарного геодинамического (сейсмического + вулканического) процесса. Информационной основой исследования является составленная и зарегистрированная авторами база данных [2], содержащая в едином формате данные о землетрясениях за последние 4,1 тыс. лет и извержениях вулканов за последние 12 тыс. лет. Формат базы позволяет исследовать особенности распределений сейсмической и вулканической активности в рамках единых представлений с использованием известных и разработанных авторами новых методов.

Исследование закономерностей сейсмичности и вулканизма наиболее геодинамически активных регионов планеты включает в себя изучение временных и пространственно-временных закономерностей распределений очагов землетрясений и извержений вулканов.

В результате изучения временных закономерностей сейсмического и вулканического процессов с помощью методов спектрального и спектральнокорреляционного анализа и разработанного авторами метода «квазифазовой» плоскости [3] было установлено существование общего основного T0 ≈ 250±30 лет и кратных ему четных T2 ≈ 2Т0 ≈ 500±50, Т4 ≈ 4Т0 ≈ 1000±100 и T8 ≈ 8Т0 ≈ 2000±200 лет периодов. По мнению авторов, существование для обоих процессов таких периодов может являться основанием для рассмотрения сейсмического и вулканического процессов как составных частей единого волнового геодинамического процесса.

Для исследования пространственно-временных закономерностей геодинамического процесса авторами был разработан новый метод исследования миграции сейсмической и вулканической активности (метод ИМСиВА), с помощью которого были получены следующие важные результаты [4]:

• 1.    В пределах больших энергетических диапазонов для наиболее активных поясов получен значимый статистический материал о скоростях миграции очагов землетрясений и извержений вулканов, что позволяет считать процесс миграции характерным свойством сейсмической и вулканической активности Земли.

• 2.    Установлено существование зависимостей между скоростями миграции очагов землетрясений и извержений вулканов ( V ) и их энергетическими характеристиками ( M , W ). Это позволило авторам предположить волновую природу миграции.

• 3.    Оказалось, что наклоны зависимостей, определяющих взаимосвязь между скоростями миграции сейсмической и вулканической активности «чувствительны» к тектонической обстановке в зоне. Так, наклоны «сейсмических» зависимостей для окраины Тихого океана и Альпийско-Гималайского пояса – зон сжатия, положительны; наклоны «сейсмической» зависимости для Срединно-Атлантического хребта и всех «вулканических» зависимостей – зон растяжения, «отрицательны». Такой результат позволяет волновые сейсмический и вулканический процессы считать отражением единого волнового процесса, протекающего в пределах активных зон Земли.

Выявленные авторами временные и пространственно-временные закономерности сейсмического и вулканического процессов были положены в основу феноменологической модели волнового гео-динамического процесса, протекающего в пределах наиболее активных регионов Земли.

Построенная авторами феноменологическая модель описывается следующими положениями:

• 1.    Геодинамический процесс является периодическим (квазипериодическим) с основным периодом T 0 ≈250 лет.

• 2.    Геодинамический процесс, протекающий в пределах наиболее тектонически активных регионов планеты, обладает свойством миграции.

• 3.    Параметр p , характеризующий зависимости между скоростями миграции сейсмической и вулканической активности и их энергетическими характеристиками, чувствителен к геодинамической обстановке в регионе, имеет тенденцию сохранять-

• ся и может быть интерпретирован как геодинамиче-ский аналог импульса.

• 4.    Для описания выявленных волновых характеристик геодинамического процесса целесообразно использовать канонические нелинейные уравнения, например, уравнение синус-Гордона (1), решением которого являются локализованные волны – солитоны, описывающие медленные уединенные тектонические волны, распространяющиеся в блоковой геосреде[1].