Влияние изменений кулоновского напряжения при землетрясении силой Mw =7.5 в Палу, Индонезия в 2018 г.
1 Министерство науки и образования Азербайджанской Республики, Институт геологии и геофизики AZ1143, Баку, просп. Г.Джавида, 119: ahadovshao@gmail.com
2 Министерство науки и образования Азербайджанской Республики, Институт нефти и газа, Азербайджан AZ1000, Баку, ул. Ф.Амирова, 9
3 Шанхайская астрономическая обсерватория, Китайская академия наук, 80 Нандан роуд, Шанхай 200030, Китай
4 Школа геодезии и земельной информатики, Хэнаньский политехнический университет, Цзяоцзо 454000, Китай
Резюме
В данной статье представлены результаты изучения влияния кулоновского напряжения для выяснения процесса разрушения системы разломов Палу-Коро. 28 сентября 2018 г. на крупном сдвиговом разломе в северной части острова Сулавеси, Индонезия, произошло землетрясение. В результате кулоновское напряжение увеличилось примерно на 1 бар в областях афтершоков и областях, где напряжение уменьшилось более чем на 10 бар. На основе фокальных механизмов афтершоков и моделей очагов главного толчка рассчитаны изменения кулоновского напряжения разрушения на обеих узловых плоскостях фокального механизма. Дополнительно были рассчитаны изменения кулоновского напряжения в очагах каждого афтершока. Представленная нами модель напряжений указывает на положительную корреляцию между расширенными кулоновскими полями напряжений, возникающими в результате сочетания сейсмической активности. Нами было исследовано кулоновское напряжение как возможный источник афтершоков, которые имеют тенденцию оптимально смещаться ввиду разрушения из-за локального поля напряжений, созданного основным толчком. Землетрясение силой 7.5 баллов, происшедшее в Палу, привело к распределению смещений поверхности. Кроме того, расчетное горизонтальное смещение варьрует от 1 до 1.3 метра в направлении СЗ-ЮЗ. Карты напряжений, включенные в эту статью, имеют большое значение для прогнозирования ожидаемых мест будущих толчков и снижения последствий землетрясений. Было подтверждено, что оценка кулоновского напряжения, связанного со смещением землетрясения, является важным средством понимания различных сейсмических явлений.
Ключевые слова: кулоновское напряжение, инверсия напряжений, деформация, землетрясение, Палу, Индонезия
ЛИТЕРАТУРА
Ahadov B., Jin S. Effects of Coulomb stress change on Mw> 6 earthquakes in the Caucasus region. Physics of the Earth and Planetary Interiors, Vol. 297, 106326, 2019, https//doi.org/ 10.1016/ j.pepi.2019.106326.
Bellier O., Sébrier M., Beaudouin T., Villeneuve M., Braucher R., Bourles D., Siame L., Putranto E., Pratomo I. High slip rate for a low seismicity along the Palu‐Koro active fault in central Sulawesi (Indonesia). Terra Nova, Vol. 13, No. 4, 2001, pp. 463-470, DOI:10.1046/j.1365-3121.2001.00382.
Ekström G., Nettles M., Dziewoński A. The global CMT project 2004-2010: Centroid-moment tensors for 13,017 earthquakes. Physics of the Earth and Planetary Interiors, Vol. 200-201, 2012, pp. 1-9, DOI: 10.1016/J.pepi.2012.04.002.
Gephart J.W., Forsyth D.W. An improved method for determining the regional stress tensor using earthquake focal mechanism data: application to the San Fernando earthquake sequence. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 89, 1984, pp. 9305-9320, https://doi.org/10.1029/JB089iB11p09305.
Hardebeck J.L., Nazareth J.J., Hauksson E. The static stress change triggering model: Constraints from two southern California aftershock sequences. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 103, No. B10, 1998, pp. 24427-24437.
Hardebeck J.L., Okada T. Temporal stress changes caused by earthquakes: A review. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 123, No. 3-4, 2018, pp. 1350-1365, DOI:10.1002/2017jBO 14617.
Harris R.A. Introduction to special section: Stress triggers, stress shadows, and implications for seismic hazard. J. Geophys. Research., Vol. 103, No. B10, 1998, pp. 24347-24358.
King G.C., Stein R.S., Lin J. Static stress changes and the triggering of earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 84, No. 3, 1994, pp. 935-953.
King G.C.P. Fault interaction, earthquake stress changes, and the evolution of seismicity. Treatise on Geophysics, Vol. 4, 2007, pp. 225-255, DOI:10.1016/B978-044452748-6.00069-9.
Kreemer C., Holt W.E, Goes S., Govers R. Active deformation in eastern Indonesia and the Philippines from GPS and seismicity data. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 105, No. B1, 2000, pp. 663-680.
Lin J., Stein R.S. Stress triggering in thrust and subduction earthquakes and stress interaction between the southern San Andreas and nearby thrust and strike‐slip faults. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 109, No. B2, 2004, 19 p., DOI:org/10.1029/2003JB002607
Michael A.J. Determination of stress from slip data: faults and folds. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 89, No. B13, 1984, pp. 11517-11526, DOI:10.1029/JBO89i13p11517.
Reasenberg P.A., Simpson R.W. Response of regional seismicity to the static stress change produced by the Loma Prieta earthquake. Science, Vol. 255, No. 5052, 1992, pp. 1687-1690, DOI:10.1126/science 255.5052.1687.
Roeloffs E.A. Hydrologic precursors to earthquakes: A review. Pure and applied geophysics, Vol. 126, 1988, pp. 177-209.
Silver E.A., Moore J.C. The Molucca sea collision zone, Indonesia. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 83, 1978, pp. 1681-1691.
Simons W., van Loon D., Waspersdorf A., Ambrosius B., Kahar J., Abidin H., Sarsito D., Vigny C., Abu S.H., Morgan P. Geodynamics of SE Asia: First results of the Sulawesi 1998 GPS campaign. In: Geodesy Beyond 2000, Springer. 2000, pp. 271-277.
Socquet A., Simons W., Vigny C., McCaffrey R., Subarya C., Sarsito D., Ambrosius B., Spakman W. Microblock rotations and fault coupling in SE Asia triple junction (Sulawesi, Indonesia) from GPS and earthquake slip vector data. Journal of Geophysical Research: Solid Earth,Vol. 111, No. B8, 2006, DOI: org/10.1029JBOO3963.
Stevens C., McCaffrey R., Bock Y., Genrich J., Subarya C., Puntodewo S. and Vigny C. Rapid rotations about a vertical axis in a collisional setting revealed by the Palu fault, Sulawesi, Indonesia. Geophysical Research Letters, Vol. 26, No. 17, 1999, pp. 2677-2680, DOI:org/10.1029/1999GE008344.
Strader A.E. The effects of Coulomb stress change on Southern California earthquake forecasting. UCLA. ProQuest ID: Strader_ucla_0031D_12803. Merritt ID: ark:/13030/ m58d22pj, 2014,166 , DOI:10.13140/RG.22.36576.48647.
Steacy S., Nalbant S.S., McCloskey J., Nostro C., Scotti O., Baumont D. Onto what planes should Coulomb stress perturbations be resolved? J. Geophys. Res., Vol. 110, No. B5, 2005, B05S15, DOI: 10.1029/2004JBOO3356.
Stein R.S., King G.C.P., Lin J. Change in failure stress on the southern San Andreas fault system caused by the 1992 Magnitude = 7.4 Landers earthquake. Science, Vol. 258, 1992, pp. 1328-1332, DOI:10/1126science.258.5086.1328.
Toda S., Stein R.S., Reasenberg P.A., Dieterich J.H., Yoshida A. Stress transferred by the 1995 Mw= 6.9 Kobe, Japan, shock: Effect on aftershocks and future earthquake probabilities. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 103, No. 10, 1998, pp. 24543-24565, DOI:org/10.1029/98J600765.
Toda S., Stein R.S., Richards‐Dinger K., Bozkurt S.B. Forecasting the evolution of seismicity in southern California: Animations built on earthquake stress transfer. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 110, No. 5, 2005, 17 p., DOI: 10.1029/2004JBOO3415.
Tregoning P., McQueen H., Lambeck K., Jackson R., Little R., Saunders S., Rosa R., Present-day crustal motion in Papua New Guinea. Earth, planets and space, Vol. 52, No. 10, 2000, pp. 727-730.
Vavryčuk V. Iterative joint inversion for stress and fault orientations from focal mechanisms. Geophysical Journal International, Vol. 199, No. 1, 2014, pp. 69-77, DOI: org/1093/gji/ggu224.
Wallace L.M., Stevens C., Silver E., McCaffrey R., Loratung W., Hasiata S., Stanaway R., Curley R., Rosa R., Taugaloidi J. GPS and seismological constraints on active tectonics and arc‐continent collision in Papua New Guinea: Implications for mechanics of microplate rotations in a plate boundary zone. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, Vol. 109, No. 5, 2004, DOI: 10.1029/2003JBOO2481
Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement. Bulletin of the seismological Society of America, Vol. 84, 1994, pp. 974-1002, DOI:org/10.1785/ BSSA0840040974.
Wessel P., Smith W.H., Scharroo R., Luis J., Wobbe F. The generic mapping tools: improved version released. EOS, Transactions American Geophysical Union, Vol. 94, No. 45, 2013, pp. 409-410, DOI: 10.1002/2013EO450001.
Walpersdorf A., Rangin C., Vigny C. GPS compared to long-term geologic motion of the north arm of Sulawesi. Earth and Planetary Science Letters, Vol. 159, 1998, pp. 47-55.
DOI: 10.33677/ggianas20230200099