Том 23 (2020)
- Номер 1 (февраль 2020)
- Номер 2 (апрель 2020)
- Номер 3 (июнь 2020)
- Номер 4 (август 2020)
- Номер 5 (октябрь 2020)
- Номер 6 (декабрь 2020)
Физическая мезомеханика очага землетрясения
Г.Г. Кочарян, С.Б. Кишкина1Институт динамики геосфер имени академика М.А. Садовского РАН, Москва, 117334, Россия ,
УДК 539.4+550.34
DOI 10.24411/1683-805X-2020-16001
В статье приведен краткий обзор основных результатов, полученных в последние годы при исследовании процессов скольжения по разломам. Опубликованные гипотезы и данные проанализированы на основе подхода, предложенного В.Е. Паниным, согласно которому геосреда рассматривается как многоуровневая иерархически организованная система, в которой все процессы самосогласованно эволюционируют на нано-, микро-, мезо- и макромасштабном уровнях. Основное внимание в обзоре уделено иерархии структур, которые, согласно современным представлениям, формируют зону скольжения сейсмогенного разлома, а также их взаимосвязи с механическими характеристиками поверхностей локализации скольжения и микроконтактов, которые определяют динамику скольжения разломных зон на макроуровне. Показано, что эволюция свойств контактов частиц заполнителя зоны скольжения определяет не только возможность возникновения неустойчивости, но и способность разлома к восстановлению прочности со временем. Описана простейшая схема иерархии макрошероховатостей, которая позволяет отразить важное положение о том, что старт, эволюция и остановка сейсмогенного разрыва определяются размерами и взаимным расположением областей, обладающих разной динамикой фрикционных характеристик в процессе скольжения. Выполненный анализ результатов натурных наблюдений показывает, что точность наблюдений и неоднозначность интерпретации решения обратной задачи не позволяют пока уверенно идентифицировать участки разломов, обладающих свойствами скоростного разупрочнения. Более достоверно установить размеры и расположение этих зон может позволить анализ результатов регистрации высокочастотных колебаний в окрестности разрыва землетрясения. При этом хорошую основу для интерпретации таких результатов создают базовые представления физической мезомеханики.
Ключевые слова: очаг землетрясения, сейсмогенные разломы, режимы скольжения, иерархически организованная среда, трение геоматериалов
The physical mesomechanics of the earthquake source
This paper is a brief review of the main recent results obtained by studying fault slip processes. The published hypotheses and data are analyzed within the approach proposed by Panin, according to which the subsurface is considered as a multilevel hierarchically organized system where all processes evolve consistently at the nano-, micro-, meso- and macroscale levels. The review focuses on the hierarchy of structures that, according to modern concepts, form the seismogenic fault slip zone. The relationship of the structures with the mechanical characteristics of localized slip surfaces and the microcontacts determining the slip dynamics of fault zones at the macrolevel are discussed. It is shown that the evolution of the contact properties of filler particles in the slip zone determines not only the occurrence of instability, but also the ability of a fault to recover strength with time. The simplest scheme of the hierarchy of macroscopic asperities is described to support the important principle that the initiation, evolution and arrest of a seismogenic fault depend on the size and relative position of regions with different dynamics of frictional characteristics during slip. The performed analysis of the results of field observations shows that because of the insufficient accuracy of observations and the ambiguous interpretation of the inverse problem solution, it is impossible to correctly identify the rapidly softening fault segments. The size and location of these zones can be more accurately determined from the analysis of records of high-frequency oscillations in the vicinity of an earthquake rupture. The basic principles of physical mesomechanics provide a good basis for the interpretation of such results.
Keywords: earthquake source, seismogenic faults, slip modes, hierarchically organized medium, friction of geomaterials
стр. 9 – 24
Образец цитирования: