Выпуски

 / 

2017

 / 

Май

  

Обзоры актуальных проблем


Масштабная инвариантность коровой сейсмичности и прогностические признаки землетрясений


Институт физики земли им. О.Ю. Шмидта РАН, ул. Большая Грузинская 10, Москва, 123995, Российская Федерация

Результаты исследований сейсмичности на основе методов теории неравновесных процессов и теории самоподобия позволяют рассматривать коровое землетрясение как критический переход в эволюции неравновесной сейсмогенерирующей системы, предваряемый таким явлением, как масштабная инвариантность пространственно-временных сейсмических структур. Тем самым сейсмичность следует интерпретировать как принципиально мультифрактальный процесс. Модель сейсмического очага в виде фрактального кластера микротрещин позволяет сформулировать прогностические признаки землетрясений, которые обнаруживаются в реальных сейсмических данных. Сейсмический скейлинг даёт возможность мониторинга состояния сейсмогенерирующей системы по мере её приближения к моменту потери устойчивости.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
Ключевые слова: сейсмичность, мультифрактальная мера, прогностические признаки землетрясений, сейсмическая кинетика, скейлинг, разломное поле, сейсмическое поле, согласование скейлингов
PACS: 91.30.−f, 91.30.Px (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2016.09.037970
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2017/5/b/
Цитата: Стаховский И Р "Масштабная инвариантность коровой сейсмичности и прогностические признаки землетрясений" УФН 187 505–524 (2017)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 5 июля 2016, доработана: 8 сентября 2016, 20 сентября 2016

English citation: Stakhovsky I R “Scale invariance of shallow seismicity and the prognostic signs of earthquakesPhys. Usp. 60 472–489 (2017); DOI: 10.3367/UFNe.2016.09.037970

Список литературы (115) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (3) Похожие статьи (20)

  1. Соболев Г А Основы прогноза землетрясений (М.: Наука, 1993)
  2. Соболев Г А Концепция предсказуемости землетрясений на основе динамики сейсмичности при триггерном воздействии (М.: ИФЗ РАН, 2011)
  3. Костров Б В Механика очага тектонического землетрясения (М.: Наука, 1975); Пер. на англ. яз., Kostrov B V Principles of Earthquake Source Mechanics (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1988)
  4. Журков С Н Вестник АН СССР (3) 46 (1968)
  5. Gilman J J, Tong H C J. Appl. Phys. 42 3479 (1971)
  6. Бучаченко А Л УФН 184 101 (2014); Buchachenko A L Phys. Usp. 57 92 (2014)
  7. Арнольд В И Теория катастроф (М.: Наука, 1990); Пер. на англ. яз., Arnold V I Catastrophe Theory (Berlin: Springer-Verlag, 1992)
  8. Thompson J M T Instabilities and Catastrophes in Science and Engineering (Chichester: Wiley, 1982); Пер. на русск. яз., Томпсон Дж М Т Неустойчивости и катастрофы в науке и технике (М.: Мир, 1985)
  9. Mandelbrot B PAGEOPH 131 5 (1989)
  10. Schertzer D, Lovejoy S Physica A 185 187 (1992)
  11. Prigogine I The End of Certainty. Time, Chaos, and the New Laws of Nature (New York: The Free Press, 1997); Пер. на русск. яз., Пригожин И Конец определенности. Время, хаос и новые законы природы (М.-Ижевск: РХД, 1999)
  12. Prigogine I From Being To Becoming. Time and Complexity in The Physical Sciences (San Francisco: W.H. Freeman and Co., 1980); Пер. на русск. яз., Пригожин И От существующего к возникающему. Время и сложность в физических науках (М.: Едиториал УРСС, 2002)
  13. Гульельми А В УФН 185 415 (2015); Guglielmi A V Phys. Usp. 58 384 (2015)
  14. Bak P, Tang C J Geophys. Res. 94 635 (1989)
  15. Grassberger P Phys. Lett. A 97 227 (1983)
  16. Meneveau C, Sreenivasan K R Phys. Rev. Lett. 59 1424 (1987)
  17. Vicsek T, Family F Phys. Rev. Lett. 52 1669 (1984)
  18. Kohomoto M Technical Report of ISSP. Ser. A No. 2014 (Tokyo: Univ. of Tokyo, 1988)
  19. Kagan Y Y Nonlin. Sci. Today 2 8 (1992)
  20. Prigogine I Acad. R. Belg. Bull. Cl. Sci. 31 600 (1945)
  21. Климонтович Ю Л Письма в ЖТФ 9 1412 (1983); Klimontovich Yu L Sov. Tech. Phys. Lett. 9 606 (1983)
  22. Bak P, Tang C, Wiesenfeld K Phys. Rev. A 38 364 (1988)
  23. Grinstein G Scale Invariance, Interfaces, and Non-Equilibrium Dynamics (NATO ASI Series, Ser. B) Vol. 344 (Eds A McKane et al.) (New York: Plenum Press, 1995) p. 261
  24. Caruso F et al. Phys. Rev. E 75 055101(R) (2007)
  25. Zhang Y-C Phys. Rev. Lett. 63 470 (1989)
  26. Sornette A, Sornette D Europhys. Lett. 9 197 (1989)
  27. Yang X, Du S, Ma J Phys. Rev. Lett. 92 228501 (2004)
  28. Steacy S J et al. Geophys. Res. Lett. 23 383 (1996)
  29. Pruessner G Self-Organised Criticality: Theory, Models, and Characterisation (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2012)
  30. Dhar D Physica A 369 29 (2006)
  31. Mandelbrot B B The Fractal Geometry of Nature (San Francisco, Calif.: W.H. Freeman, 1982)
  32. Frisch U, Parisi G Turbulence and Predictability in Geophysical Fluid Dynamics and Climate Dynamics (Proc. of the Intern. School of Physics "Enrico Fermi", Course 88, Eds M Ghil, R Benzi, G Parisi) (Amsterdam: North-Holland, 1985) p. 84
  33. Halsey T C et al. Phys. Rev. A 33 1141 (1986)
  34. Schertzer D, Lovejoy S J. Geoph. Res. D 92 9693 (1987)
  35. Lovejoy S, Schertzer D Water Resour. Res. 21 1233 (1985)
  36. Wilson K G Rev. Mod. Phys. 55 583 (1983)
  37. Chhabra A B et al. Phys. Rev. A 40 5284 (1989)
  38. Atmanspacher H, Scheingraber H, Wiedenmann G Phys. Rev. A 40 3954 (1989)
  39. Gibbs J W Trans. Connect. Acad. (2) 382 (1873); Пер. на русск. яз., Гиббс Дж В Термодинамика, статистическая физика (М.: Наука, 1982) с. 40
  40. Bale H D, Schmidt P W Phys. Rev. Lett. 53 596 (1984)
  41. Jouini M S, Vega S, Mokhtar E A Nonlin. Process. Geophys. 18 941 (2011)
  42. Radlinski A P et al. J. Appl. Crystallogr. 33 860 (2000)
  43. Sen D, Mazumder S, Tarafdar S J. Mater. Sci. 37 941 (2002)
  44. Wong P, Howard J, Lin J-S Phys. Rev. Lett. 57 637 (1986)
  45. Hirata T, Satoh T, Ito K Geophys. J. Int. 90 369 (1987)
  46. Chelidze T, Gueguen Y Int. J. Rock Mech. Mining Sci. 27 223 (1990)
  47. Feng X-T, Seto M Geophys. J. Int. 136 275 (1999)
  48. Johansen A, Sornette D Eur. Phys. J. B 18 163 (2000)
  49. Turcotte D L, Newman W L, Shcherbakov R Geophys. J. Int. 152 718 (2003)
  50. Sammis C G, Biegel R L PAGEOPH 131 255 (1989)
  51. Badri A et al. Acta Stereol. 13 183 (1994)
  52. Shao S-M, Zou J Ch Acta Seismol. Sin. 9 485 (1996)
  53. Крылов С С, Бобров Н Ю Фракталы в геофизике (СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского ун-та, 2004)
  54. Hirata T PAGEOPH 131 157 (1989)
  55. Vignes-Adler M, Le Page A, Adler P M Tectonophysics 196 69 (1991)
  56. Stakhovsky I R, Belousov T P J. Earthquake Prediction Res. 5 505 (1996)
  57. Stakhovsky I R Basement Tectonics 11. Europe and Other Regions (Proc. of the Intern. Conf. on Basement Tectonics, Vol. 5, Eds O Oncken, C Janssen) (Dordrecht: Kluwer Acad., 1996) p. 101
  58. Ouillon G, Castaing C, Sornette D J. Geophys. Res. 101 5477 (1996)
  59. Tessier Y, Lovejoy S, Schertzer D J. Appl. Meteorol. 32 223 (1993)
  60. Boufadel M C et al. Water Resour. Res. 36 3211 (2000)
  61. Kagan Y Y, Knopoff L Geophys. J. Int. 62 303 (1980)
  62. Гейликман М Б, Голубева Т В, Писаренко В Ф ДАН СССР 310 1335 (1990)
  63. Hirabayashi T, Ito K, Yoshii T Math. Seismology 40 102 (1990)
  64. Ito K, Matsuzaki M J. Geophys. Res. 95 6853 (1990)
  65. Hooge C et al. Fractals 2 445 (1994)
  66. Lei X, Kusunose K Geophys. J. Int. 139 754 (1999)
  67. Godano C et al. Geophys. J. Int. 136 99 (1999)
  68. Carpineri A, Chiaia B, Invernizzi S Chaos Solitons Fractals 14 917 (2002)
  69. Zamani, Agh-Atabai M J. Sci. Technol. 39 521 (2011)
  70. Pastén D et al. Phys. Rev. E 84 066123 (2011)
  71. Telesca L, Lapenna V, Macchiato M Physica A 354 629 (2005)
  72. Telesca L, Toth L Physica A 448 21 (2016)
  73. Godano C, Caruso V Geophys. J. Int. 121 385 (1995)
  74. Godano C, Alonzo M L, Vilardo G PAGEOPH 149 375 (1997)
  75. Wang J-H J. Geol. Soc. China 39 117 (1996)
  76. Стаховский И Р Физика Земли (4) 41 (2000)
  77. Telesca L, Lapenna V Tectonophysics 423 (1-4) 115 (2006)
  78. Wilson K G Sci. Am. 241 (2) 158 (1979)
  79. Louis E, Guinea F Europhys. Lett. 3 871 (1987)
  80. Louis E, Guinea F Physica D 38 235 (1989)
  81. Hassold G N, Srolovitz D J Phys. Rev. B 39 9273 (1989)
  82. Hinrichsen E L, Hansen A, Roux S Europhys. Lett. 8 1 (1989)
  83. Herrmann H J Physica A 163 359 (1990)
  84. Стаховский И Р Физика Земли (11) 11 (1998)
  85. Scheidegger A E Can. J. Phys. 35 4 (1957)
  86. Turcotte D L Fractals and Dynamic Systems in Geoscience (Ed. J H Kruhl) (Berlin: Springer-Verlag, 1994) p. 7
  87. Turcotte D L Rep. Prog. Phys. 62 1377 (1999)
  88. Obukhov A J. Geophys. Res. 67 3011 (1962)
  89. Kolmogorov A N J. Fluid Mech. 13 82 (1962)
  90. Стаховский И Р Физика Земли (12) 35 (2007); Stakhovsky I R Izv. Phys. Solid Earth 43 1012 (2007)
  91. Кулабухов С Ю Дискретная математика (Таганрог: Мин. общ. проф. обр. РФ, 2001)
  92. Стаховский И Р Физика Земли (11) 38 (2004); Stakhovsky I R Izv. Phys. Solid Earth 40 927 (2004)
  93. Стаховский И Р Физика Земли (7) 21 (2001); Stakhovsky I R Izv. Phys. Solid Earth 37 547 (2001)
  94. Саньков В А и др. Разломы и сейсмичность Северо-Муйского геодинамического полигона (Отв. ред. С И Шерман) (Новосибирск: Наука, 1991)
  95. Scholz C H Spontaneous Formation of Space-Time Structures and Criticality (NATO ASI Series C) Vol. 349 (Eds T Riste, D Sherrington) (Dordrecht: Kluwer Acad., 1991) p. 41
  96. Рейснер Г И и др. "Типизация земной коры и современные геологические процессы" Результаты комплексного изучения тектоносферы (М.: ИФЗ РАН, 1993) с. 1
  97. Zhurkov S N Int. J. Fracture Mech. 1 311 (1965)
  98. Stiller W Arrhenius Equation and Non-Equilibrium Kinetics: 100 Years Arrhenius Equation (Leipzig: BSB B.G. Teubner, 1989); Пер. на русск. яз., Штиллер В Уравнение Аррениуса и неравновесная кинетика (М.: Мир, 2000)
  99. Журков С Н Физические процессы в очагах землетрясений (Отв. ред. М А Садовский, В И Мячкин) (М.: Наука, 1980) с. 78
  100. Шамина О Г Модельные исследования физики очага землетрясений (М.: Наука, 1981)
  101. Соболев Г А, Кольцов А В Крупномасштабное моделирование подготовки и предвестников землетрясений (М.: Наука, 1988)
  102. Стаховский И Р Физика Земли (7) 58 (2008); Stakhovsky I R Izv. Phys. Solid Earth 44 570 (2008)
  103. Gabrielov A et al. Geophys. J. Int. 143 427 (2000)
  104. Zaliapin I, Keilis-Borok V, Ghil M J. Stat. Phys. 111 815 (2003)
  105. Zaliapin I, Keilis-Borok V, Ghil M J. Stat. Phys. 111 839 (2003)
  106. Томилин Н Г, Куксенко В С Физика Земли (10) 16 (2004)
  107. Стаховский И Р Физика Земли (2) 74 (2002); Stakhovsky I R Izv. Phys. Solid Earth 38 156 (2002)
  108. Стаховский И Р Физика Земли (11-12) 47 (2012); Stakhovsky I R Izv. Phys. Solid Earth 48 829 (2012)
  109. Takens F Lecture Notes Math. 898 366 (1981)
  110. Стаховский И Р Физика Земли (5) 120 (2016); Stakhovsky I R Izv. Phys. Solid Earth 52 740 (2016)
  111. Gardner J K, Knopoff L Bull. Seismol. Soc. Am. 64 1363 (1974)
  112. Стаховский И Р Путь науки (2) 134 (2016)
  113. Садовский М А ДАН СССР 275 1087 (1984)
  114. Колесниченко А В, Маров М Я Препринт №75 (М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2014)
  115. Михайлов Е Ф, Власенко С С УФН 165 263 (1995); Mikhailov E F, Vlasenko S S Phys. Usp. 38 253 (1995)

© Успехи физических наук, 1918–2019
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение