Разработана модель опасности землетрясений по вариациям магнитной восприимчивости горных пород, интегрирующим с макросейсмическими параметрами достоверного землетрясения, с учетом динамики площадных эффектов, примененная для Абшеронского полуострова (Азербайджан). Также были использованы данные магнитного каротажа, литологические и геологические карты Абшеронского полуострова, сейсмические каталоги. Максимально ожидаемое движение грунта на Абшероне рассчитано для неглубокого Баку-Каспийского землетрясения 25.11.2000 г. вблизи зоны исследования, которое отмечено как сценарий «близкого землетрясения» и рассматривается как достоверное землетрясение с моментными магнитудами Mw=6.18 и Mw=6.08. В данном исследовании моментная магнитуда принята равной Mw=6.8. Оценка воздействия на территорию проводилась путем детальной геотехнической обработки грунтовых условий от нижележащих слоев до земной поверхности с использованием одномерного (1-D) анализа отклика грунта с помощью SHAKE2000. Мы оценили реакцию слоев грунта на землетрясение, рассчитав усиление амплитуды сейсмической волны и изменение характеристик колебания земной поверхности.  На основе параметров сценария землетрясения рассчитано пиковое ускорение земной поверхности, скоррелировано с интенсивностью MSK-64. Проведено моделирование параметров ускорения грунта, сейсмической интенсивности и магнитной восприимчивости. Северо-восточная и юго-восточная части полуострова характеризуются пиковым ускорением грунта 165-250 гал и интенсивностью VIII-IX, что на 31% и 49% выше сейсмической опасности в тех же значениях по сравнению с другими частями. Для восточной части магнитная восприимчивость изменяется в пределах 0.5-1.0. Эти значения указывают на отчетливую связь вариаций магнитного поля с сейсмическим эффектом землетрясений. Наш подход вносит существенный вклад в совершенствование существующих методов оценки сейсмической опасности.

Ключевые слова: Азербайджан, Абшеронский полуостров, сейсмическая опасность, пиковое ускорение грунта, интенсивность, магнитная восприимчивость, моделирование

ЛИТЕРАТУРА

Alizadeh A.A. (Ed.) Geological map of Azerbaijan Republic, Scale 1:500,000, with Explanatory Notes. Baki Kartoqrafiya Fabriki. Baku, 2008.

Awad A., Elnaggar O.M., Mohamed Sh.F. Magnetic susceptibility as an indication of reservoir properties of the Nubia Group in Aswan-Komombo, Southern Egypt. Egyptian Journal of Petroleum, Vol. 32, No. 3, 2023, pp. 31-41, https://doi.org/ 10.1016/j.ejpe.2023.08.002.

Babayev G., Telesca L, Agayeva S., Ismail-zade T., Muradi I., Aliyev Y., Aliyev M. Seismic hazard analysis for southern slope of the Greater Caucasus (Azerbaijan). Pure and Appl. Geophys. Vol. 177, No 8, 2020, pp. 3747-3760, https://doi.org/ 10.1007/s00024-020-02478-0.

Babayev G.R., Babayev T., Telesca L. Deterministic ground motion modeling with target earthquakes and site effects in eastern Azerbaijan. Arab J. Geoscience, Vol. 17, article number 61, 2024, https://doi.org/10.1007/s12517-024-11866-y.

Babayev G.R., Ismail-Zadeh A., Le Mouël J.-L. Scenario-based earthquake hazard and risk assessment for Baku (Azerbaijan). Natural Hazards Earth System Science, Vol. 10, No. 12, 2010, pp. 2697-2712, https://doi.org/10.5194/nhess-10-2697.

Babayev G.R., Telesca L. Site specific ground motion modeling and seismic response analysis for microzonation of Baku, Azerbaijan. Acta Geophysica, Vol. 64, No. 6, Dec. 2016, pp. 2151-2170, DOI: 10.1515/acgeo-2016-0105.

Elsayed M., El-Husseiny A., Kadafur I., Mahmoud M., Aljawad M.S., Alqubalee A.. An experimental study on the effect of magnetic field strength and internal gradient on NMR-Derived petrophysical properties of sandstones. Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 205, 108811, 2021, https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.108811.

Enomoto Y., Zheng Z. Possible evidences of earthquake lightning accompanying the 1995 Kobe earthquake inferred from the Nojima fault gouge. Geophys. Res. Lett., Vol. 25, No. 14, 1998, pp. 2721-2724.

Eppelbaum L.V. Estimating informational content in geophysical observations on an example of searching economic minerals in Azerbaijan. Proceed. Azerb. National Acad. Sci. The Sciences of Earth, No. 3-4, 2014, pp. 31-40.

Ferré E. C., Zechmeister M.W., Geissman J., Mathana Sekaran N., Kocak K. The origin of high magnetic remanence in fault pseudotachylytes: theoretical considerations and implications for co-seismic electrical currents. Tectonophy­sics, Vol. 402(1), 2005, pp. 125-139, DOI:10.1016/j.tecto. 2005.01.008.

Ferré E.C., Geissman J.W., Zechmeister M.S. Magnetic properties of fault pseudotachylytes in granites. J. Geophysics Res. Solid Earth, Vol. 117, No. B1, B01106, 2012, DOI:10.1029/2011JB008762.

Fukuchi T., Mizoguchi K., Shimamoto T. Ferrimagnetic resonance signal produced by frictional heating: a new indicator of paleoseismicity. J. Geophysics Res., Vol. 110, No. B12, 2005, CiteID B12404, DOI:10.1029/2004JB003485.

Google Maps. "Azerbaijan," Satellite image, 2024.

Hirono T., Ikehara M., Otsuki K., Mishima T., Sakaguchi M., Soh W., Omori M., Lin WR., Yeh EC., Tanikawa W., Wang C. Evidence of frictional melting from diskshaped black material, discovered within the Taiwan Chelungpu fault system. Geophys. Res. Lett., Vol. 33, L19311, 2006, DOI:10.1029/ 2006GL027329.

Hrouda F., Chlupacova M., Chadima M. The use of magnetic susceptibility of rocks in geological exploration. Terraplus. Brno, 2009.

Ismail-Zadeh A. Migration of seismic activity in the Caspian Sea. In: Computational seismology and geodynamics (Chowdhury D.K., ed.), Vol. 3, American Geophysical Union, Washington D.C. 1996, pp. 125-129.

Israfilbekov I.A., Listengarten V.A., Shakhsuvarov A.S. Album of hydrogeological and engineering-geological maps of the Absheron Peninsula. Scale 1:50000. Ministry of Geology of Azerbaijan SSR, Azerbaijan. Hydrogeol. Expedition, Moscow, 1983, 70 p. (in Russian).

Jackson J., Priestley K., Allen M., Berberian M. Active tectonics of the South Caspian Basin. Geophys. J. Int., Vol. 148, 2002, pp. 214-245.

Kanlı A.I. Integrated approach for surface wave analysis from near-surface to bedrock. In: Advances in near-surface seismology and ground-penetrating radar (Miler R.D., Bradford J.D., Holiger K., ed.), Society of exploration geophysics, Tulsa, 2010, pp. 461-475.

Kanli A.I., Kang T.S., Pınar A., Tildy P., Pronay Z. A systematic geophysical approach for site response of the Dinar Region, South Western Turkey. Journal of Earthquake Engineering, Vol. 12(1), 2008, pp. 165-174.

Kanli A.I., Tildy P., Pronay Z., Pınar A., Hermann L. V-S(30) mapping and soil classification for seismic site effect evaluation in Dinar region, SW Turkey. Geophysical Journal International, Vol. 165, No.1, 2006, pp. 223-235.

Kars M., Aubourg Ch., Pozzi J.-P. Impact of temperature increase on the formation of ­magnetic minerals in shales. The example of Tournemire, France. Physics of the Earth and Planetary Interiors, Vol. 338(1-2), 107021, 2023, https://doi.org/10.1016/ j.pepi.2023.107021.

Midorikawa S., Matsuoka M., Sakugawa K. Evaluation of site effects on peak ground acceleration and velocity observed during the 1987 Chiba-ken-toho-oki earthquake. Journal of Structural and Construction Engineering Architectural Institute of Japan, Vol. 442, 1992, pp. 71-78 (In Japanese with English abstract).

Mishima T., Hirono T., Nakamura N., Tanikawa W., Soh W., Song S.R. Changes to magnetic minerals caused by frictional heating during the 1999 Taiwan Chi-Chi earthquake. Earth Planets Space, Vol. 61, 2009, pp. 797-801.

Mishima T., Hirono T., Soh W., Song S.R. Thermal history estimation of the Taiwan Chelungpu fault using rock-magnetic methods. Geophys. Res. Lett., Vol. 33, No. 23, 2006, DOI:10.1029/2006GL028088.

Murphy J. and O’brien L. The correlation of peak ground acceleration amplitude with seismic intensity and other physical parameters. Bull. Seismol. Soc., Vol. 67 (3), 1977, pp. 877-915.

Nakamura N. and Nagahama H. Changes in magnetic and fractal properties of fractured granites near the Nojima Fault, Japan. Island Arc, Vol. 10, No 3-4, 2001, pp. 486-494.

Ordonez G.A. SHAKE2000: A computer program for the 1-D analysis of the geotechnical earthquake engineering problem, 2000.

Panza G., Irikura K., Kouteva M., Peresan A., Wang Z., Saragoni R. Advanced seismic hazard assessment. Vol. 168, 2011, pp. 1-9. Springer, Basel AG, DOI:10.1007/s00024-010-0179-9

Pei J., Li H., Wang H., Si J., Sun Z., Zhou Z. Magnetic properties of the Wenchuan Earthquake Fault Scientific Drilling Project Hole-1 (WFSD-1), Sichuan Province, China. Earth, Planets and Space, Vol. 66, Article number 23, 2014.

Seed H.B., Idriss J.M., Kiefer F.M. Characteristics of rock motions during earthquakes. ASCE Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, Vol. 95, No SM5, proc. paper 6783, 1969, pp. 1199-1218.

Siregar N.D., Syafriani H.R., Fauzi A., Mufit F. Magnetic susceptibility of volcanic rocks from Pahae Julu Region, North Sumatera Province. Journal of Physics and Its Applications, Vol. 4, No. 2, 2022, pp. 42-46, DOI: https://doi.org/10.14710/ jpa.v4i2.13597.

Trifunac M. and Brady A. On the correlation of seismic intensity scales with the peaks of recorded strong ground motion. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 65 (1), 1975, pp. 139-162.

Yang T., Chou Y.-M., Ferré E.C., Dekkers M. J., Chen J., Yeh E.-C., Tanikawa W. Faulting processes unveiled by magnetic properties of fault rocks. Reviews of Geophysics, Vol. 58, No. 4, 2020, https://doi.org/10.1029/2019RG000690.

Аптикаев Ф.Ф. и Копничев Ю.Ф. Учет механизма очага землетрясения при прогнозе параметров сильных движений. Докл. АН СССР, T. 247, No. 4, 1979, с. 822-825.

Исрафилбеков И.А., Листенгартен В.А., Шахсуваров А.С. Альбом гидрогеологических и инженерно-геологических карт Апшеронского полуострова. Масштаб 1:50000. М-во геологии СССР, Управление геологии Азерб.ССР, Азерб. гидрогеологическая экспедиция. Москва, 1983, 70 с.

Панахи Б.М. Оценка геологических опасностей и риска в Азербайджане. В кн.: Шемахинское землетрясение 1902 (Хейруллаоглу Г., ред.). Nafta-Press. Баку, 2003, с. 37-63.