Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
В. Н. ГАЙСRИЙ
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЙСМИЧЕСКОГО РЕЖИlVIА
Аl\АДЕ М И Я Н А У Н: CCGP
'СИБИ Р СК О Е О ТД Е Л Е НИ Е
ТРУДЫ ИНСТИТУТА ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКИ
Выпуск 88
В. Н. ГАl1Сl-\ИИ
СТАТИСТИЧЕСRИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЙСМИЧЕСRОГО
РЕЖИМА
и 3 Д А Т Е JI Ь С т в о «11 А У К А.»
МОС Н В А 1070
УДК 550.341
2-9-5 :З09-69 (1)
в монографии на основании анализа основных свойств сейсмического режима рассматривается наиболее рациональная схема его описания. Основное внимание уделяется совокупностям глубоких землетрясений, праRтически свобод-
:ных от последующих толчков и имеющих более простую статистическую природу . Кроме того, описываются особенности сейсмического режима коровых землетрясений, временной ход ноторых, как правило, осложняется грушшрованием. Б ольшое внимание уделяется проверке гипотезы о подобии совокупностей землетрясений разной силы и оцениам их повторяемости с помощью карт сейсмичеСI<ОЙ антивности. Рассматриваются возможности дальнейших исследований, связанные с подобием статистического распределения землетрясений разной силы.
Книга рассчитана на сейсмологов и на специалистов смежных науи, интересующихся свойствами сейсмичеСRОГО процесса и статистическими оценками повторяемости сейсмичеСRИХ событий.
Илл. 62. Табл. 49. Библ. 222 назв .
О т в е т с т ве Н н ы й р е д а к т о р
qлеН-Rорреспондент АН СССР Ю. В. Р и а n и цеп); о
ПРЕДИСЛОJ3ИЕ
Сейсмология за короткий срок развития перешла от описания отдельных сильных землетрясений к изучению сейсмического режима, т. е. к рассмотрению вс-ей совокупности землетрясений разной величины в пространстве и времени.
R'аждое землетрясение должно быть охарактеризовано положением, объемом и формой своего очага, временем начала и конца неупругих процессов, происходящих в нем, величиной и спектром упругой энергии, генерируемой в очаге. Правда, мы еще не умеем получать столь подробные характери�тики землетрясений, тем не менее очевидно, что землетрясения представляют собой многомерные явления. Многомерность явления не позволяет дать его полное оiIисание с помощью одной простой и наглядной функции. В этом состоит первая трудность исследования сейсмического режима. Вторая трудность ЗaIшючается в случайном характере процесса. Если посмотреть на карту эпицентров, содержащую небольшое количество сейсмической информации, становится очевидным случайное распределение эпицентров. Лишь при увеличении количества информации на ка рте начинают проявляться определенные простр�нственные закономерности распределения сейсмической активности. В связи с этим данные, получаемые за ограниченный CPOI{, а также выделенные из этих данных зависимости, содержат случайные ошибки, причем последние тем относительно больше, чем меньше количество перерабатываемой информации.
Третьим осложняющим обстоятельством является дискретность наблюдаемой картины. О напряженном состоянии земной норы или верхней части оболочки мы можем судить пона лишь по землетрясениям, происходящим в диснретных точнах и в дискретные моменты времени. В то же время напряженное состояние меняется в пространстве непрерывно, и поэтому необходим способ перехода от диснретной нарты эпицентров н непрерывной величине, характеризующей пространственное распределение сейсмичности.
Четвертое осложняющее обстоятельство - медленный по уравнению с длительностью человечесной жизни темп развития сейсмичесного процесса. Сильные землетрясения в одном и том же месте происходят очень редно. Систематичесние же инструментальные наблюдения проводятся всего лишь в течение последних 50 ---;- 60 лет, а однородные детальные наблюдения длились не более 10 лет. В связи с этим материал по сильным землетрясениям лональных областей чрезвычайно ограничен, и для харантеристини их сейсмичности приходится использовать данные многочисленных слабых землетрясений.
До настоящего времени преимущественно изучались лишь пространственные харантеристини сейсмичесного режима. Эти хараитеристщш, несомненно, имеют огромное значение. Они позволяют сопоставлять сейсмичесние материалы нан с данными геологичесних исследований, тан и с наблюдениями над другими геофизичеСIШМИ полями. Время в этих исследо-
5
ваниях играет пассивную или почти пассивную роль. Между тем временные харю<теристики сейсмичеСI<ОГО режима имеют не менее важное значение. Всегда важно знать степень стационарности сейсмичеСI<ОГО процесса. Этой гипотезой мы невольно пользуемся в наДIИХ исследованиях и особенно в приложениях, обосновывая ее правдоподобность общими геологическими соображениями. Естественно, имея небольшой ряд наблюдений, нельзя доказать, что сейсмический режим за пределами отрезка времени наблюдений можно рассматривать IШI< стационарный, тем не менее можно проверить эту гипотезу на имеющемся ряде наблюдений и в дальнейшем использовать ее с большей уверенностью.
Задачей первостепенной важности является вопрос о подобии COBoI<Ynностей землетрясений разной величины, т. е. вопрос о том, кю<ую информацию о сильных землетрясениях несут слабые землетрясения. Сопоставление распределения во времени землетрясений разной энергии и установление степени их подобия дало бы необходимую основу для экстраполяции на сильные землетрясения данных о сейсмичеСI<ОЙ активности и ее дисперсии для слабых землетрясений. :Кроме того, установление подобия равных по числу совокупностей слабых и сильных землетрясений дало бы большее основание считать процесс стационарным в течение более длительных промеЖУТI<ОВ времени, чем интервал, в котором слабые землетрясения обнаруживают согласие с этой гипотезой.
Изучение рассеяния процесса должно дать представление о точности построения карт сейсмической активности, что особенно важно в связи с наличием эффеI<та группирования. землетрясений. Изучая распределение землетрясений во времени, нельзя не остановиться на выяснении связи между землетрясениями, что должно приблизить нас к ц:ониманию физических закономерностей явления и дать возможность учесть в будущем изменение вероятности возникновения землетрясений во времени.
Все эти вопросы связаны с определением средних (долговременных) характеристик сейсмического режима, и мы не намерены выходить за их пределы. На разных этапах работы мы получали ряд ценных замечаний от ю .. .Б .. РизничеНI<О, В. И. Бунэ, И. л. Нерсесова и В. Ф. Писарею<о, за что выражаем им искреннюю признательность.
Г л а в а 1
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СЕЙСМИЧЕСI{ОГО РЕЖИМА
п од сеЙС.lщчеСJ>U.l� режu.l�О.l� J>аJ>ой-лuбо областu подразумевается совокупн,ость
зе.lметрясен,uЙ этой области, рассматриваемая в nростран,стве -и во epe.lfenu.
Рuзн,uченr.о
И::Jучение сейсмического режима началось на заре развития сейсмоло� гии, тю{ IШК описание отдельных сейсмических катастроф и составление карт эпицентров имело непосредственное отношение I{ сейсмическому режиму.
Возможности объективного (научного) описания тех или иных сторон сейсмичеСI{ОГО режима связаны с умением I{лассифицировать землетрясения по величине. В некоторь:щ случаях достаточно при отборе материала строго выдержать нижнюю границу величины исследуемых землетрясений. l\'.ю{ известно, первая ПОПЫТIШ инструментальной оцею{и величины землетрясения была предпринята еще Б. Б. Голицыным (1960), который оценивал энергию Сарезского землетрясения 1911 г. Однако метод Голицына не получил быстрого распространения и первая шкала для массовых оцеНОI{ величины землетрясений не базировалась на тюшй четкой физической величине, как энергия сейсмичеСI{ИХ волн землетрясений. Рихтер (Richter, 1935) предложил использовать для этого мю{симальную амплитуду записи �TaHдapTHOГO сейсмографа на определенном расстоянии. Благодаря разработанной Рихтером ШI{але «магнитуд>} появилась оБЪel{тивная возможность I{оличественного сравнения сейсмичности различных зон или учаСТI{ОВ. В дальнейшем величины магнитуд были сопоставлены с энергией сейсмичесних волн, излученных очагом. Однюш и до сих пор при исследованиях сейсмичности в качестве международной шкалы величины землетрясения применяется магнитуда Рихтера. Метод оценки энергии землетрясения, предложенный Голицыным, был использован В. И. Бунэ (1955, 1956а, б, в, 1957) дЛЯ M?�COBOГO определения энергии землетрясений ТаДЖИI{истана. Т. Г. Раутиан (1960, 1964) внесла в него существенные I{OPрентивы и усовершенствован�я и предложила прантически удобную нлас-
'сификацию, широко используемую для определения энергии коровых землетрясений, зарегистрированных региональной сетью сейсмичеСI{ИХ станций.
Зависимости между повторяемо стыо землетрясений и их величиной впервые бьiли получены, вероятно, ЯПОНСIШМИ сейсмологами (к сожалению, неноторые старые их работы оказались для нас недоступными) . Первой работой в этом направлении является статья Ишимото и Иида (Ishimoto and Iida, 1939а) , которые ввели закон распределения повторяемости землетря-
7
сений по максимальным амплитудам записи
n (а) da = ka-m da, (1)
известный под названием закона Ишимото - Иида. Этот закон исцользовали многие авторы: Асада, СУЗУIШ, Сакума, Мураути, Миямура, Мацудзава, Комура (см. , например, Asada, 1 957а, б) . Сузуки (Suzuki, 1 953, ,1955, 1 958, 1 959) , проведший наиболее детальные исследования в этом направлении, в частности показал, что при некоторых предположениях можно считать распределение числа землетрясений по амплитуде записи совпадающим с распределением их по амплитуде в очаге.
�aK показал Ю. В. Ризниченко (1965в) , законы распределения повторяемостей (для некоторого объема очаговой области) и сотрясаемости (в точке наблюдения) могут отличаться друг 'от друга, так как второй закон существенно зависит от распределения очагов в пространстве и затухания сейсмических волн с расстоянием. Упомянутые выше работы относятся к распределению сострясениЙ. Исследования распределения повторяемости землетрясений впервые начали проводиться Кавасуми (Kawasumi, 1952а, б) и Гутенбергом и Рихтером (Gutenberg and Richter, 1954) . Последние изучали зависимости между повторяемостью землетрясений и их магнитудой для многих районов земного шара. После этой широко известной работы Гутенберга и Рихтера кривые повторяемость- магнитуда строились целым рядом исследователей. Однако лишь в работах Таджикской комплексной сейсмологической экспедиции, о I{OTOPblX будет Сlщзано ниже, зависимость между повторяемостями землетрясений разной энергии была последовательно использована для характеристики и сравнения сейсмического режима различных участков сейсмоактивной области.
Остановимся более подробно на исследованиях распределения землетрясений во времени и связи между землетрясениями. Ранней работой, в которой детально рассматривалось распределение землетрясений во времени и проводилось сравнение этого распределения с законом Пуассона, была статья Иноуэ (Inouye, 1 932) . Как известно, распределение Пуассона
mN P(N) = е-т-. 1V! (2)
указывает вероятность Р (N) иметь N событий, в нашем случае землетря сепий, в выбранном простр'анственно-временном объеме, среднее число событий для которого есть m. Распределение событий в соответствии с законом Пуассона говорит о их взаимной независимости. Иноуэ показал, что в ряде случаев экспериментальные частоты достаточно хорошо следовали закону Пуассона. Однако иногда наблюдались отклонения, которые автор объяснял изменением во времени средней повторяемости землетрясений. В этом случае Иноуэ представлял экспериментальные частоты выражениями вида
mN mN mN (N) - k -т, _1_ + k -т, _2 + + k -тn_n. 'V . - 1е 1V1 2е 1V! • . • nе 1V! ' (3)
где 'V (N) - частоты интервалов с N землетрясениями; m ; - средние повторяемости землетрясений, меняющиеся в течение времени наблюдений; ki - доля общей продолжительности времени наблюдений со средней повторяемостью mi'
В следующей работе Иноуэ (Inouye, 1 937) продолжает исследование распределения повторяемостей землетрясений во времени следующим образом: пусть наблюдаемые повторяемости N1, N2, . . . , N n встречаются 'Vllf(Nl),�'V2 (N2), . . . , "� (N n) раз. Если распределение частот подчиняется
8
закону Пуассона, то по любому из уравнений
(4)
мы найдем одно и то же m. Поскольку мы имеем дело со случайными событиями, величины т, на
ходимые из разных уравнений системы (3) , будут несколько отличаться друг от друга. Действительно, если посмотреть на распределение месячных повторяемостей сильных землетрясений Японии за период с 1916 по 1921 г. (рис. 1) или на распределение землетрясений в районе «ю> (северная Япония - ер = 38 -;- 440 с. ш. 'л = 140 -;-, 1580 в.д.) по десятидневным и двухмесячным интервалам (рис. 2) , ТО увидим, что эти данные наблюдений хорошо укладываются в схему закона Пуассона. Для этих наблюдений точки в ноординатах (N, т) показывают, что при любом числе N мы находим примерно то же среднее число землетрясений т (рис. 3) . Но так бывает не всегда. Если обратиться к диаграммам т = f (N) дЛЯ месячных повторяемостей землетрясений Японии с 1 876 по 19231:. или месячным повторяемостям землетрясений в районе <<В» (рис. 4) , ТО увидим, что при ббльших N величина т систематически растет. Иноуэ построил подобную нривую для случая, когда энспериментальные частоты описываются формулой
(N) = � -6.0 6.0N + _1_ -15.0 15. 0N 'v 11 е N! 14 е NI IJ (4)-
и нашел, что l{ривая т = f (N) в этом случае будет вести себя именно тан,. кю{ поназано на рис. 5. Подобным образом была исследована известная серия землетрясений в Ито, для ноторой диаграмма. т = f (N) , построенная по трехчасовым интервалам, поназала плавное увеличение т с ростом N (рис. 6). Этот случай Иноуэ интерпретировал кан явление быстрого изменения во времени параметра распределения Пуассона.
Сопоставлялось также Эl{спериментальное распределение частот с логарифмически нормальным законом. Хотя в некоторых случаях этот заКОff поназывал лучшее согласие с опытными данными;, чем занон Пуассона, маловероятно, чтобы закон распределения непрерывной величины правильно описывал поведение величины диснретноЙ. Далее, применяя неноторые представления теории флуктуаций, автор исследовал наличие· связи между повторяемостями в соседних временных интервалах путем построения зависимостей N2 = f (N1) , а танже вычислил небольшие нусочни автонорреляционных фуннций для различных групп месячных повторяемостей. Как видно из рис. 7-8, для сильных землетрясений Японии средняя повторяемость землетрясений в последующий период N2 практически не· зависит от повторяемости в предыдущий, в то время нан в случае роя землетрясений в Ито такая зависимость выражена весьма отчетливо. Из рассмотрения корреляционных кривых существенных выводов автор не делает.
В то же самое время, но, по-видимому, независимо, статистИI{ОЙ последовательностей землетрясений начал заниматься Ваннер (Wanner, 1937а, б) .
Ваннер сопоставил данные Онсфордсного каталога землетрясений за 1925-1930 гг. сначала полностью, а затем относящиеся лишь к мировым землетрясениям (наиболее сильным с дальностью регистрации объемных волн до 800) , а также наблюдения близ них землетрясений за 1926-1935 гг. в радиусе 1000 ]СМ от Цюриха с теоретическими распределениями Пуассона и ПоЙя. Результат получился следующим.
5 IU N
Рис. 1. Распределение месячных повторяемостей сильных землетрясений Японии с 1916 по 1921 г. (Иноуэ, 1937). Сплошная
линия -- распределение Пуассона
т /С
.5 о о О" о 00 v
/J 5 10 ""�
т О
I() о о о о ," о ," о
J" о
!J 5 I(} /5
о о о
N
J 10 N Рис. 2. Распределение повторяемостей землетрясений Северной Японии. Светлые кружки -- по десятидневным интервалам, черные -- по
двухмесячным
Рис. 3. Кривая т = t (N) дЛЯ месячных повторяемо-стей сильных землетрясений
Японии с 1916 по 1921 г.
tf о
о о
_О 0000 0 0
() 5 I(} N
Рис. 4. Кривые т = t (N) для месячных повторяемостей зем· летрясений Японии с 1876 по 1923 г. (а); для месячных повто
ряемостей по району (<В», по Иноуэ (6)
mг-----________________ -. /.5
Рис. 5. Кривая т = t (N) для распределения частот повторяемостей, определен·
ная по формуле
10 (j ON V (N) = 11 e-G,O -.Nг+ 1 15,ON + 11 е-15,о ---лтт-
Рис. 6 . Кривая т = f (N) для трехчасовых частот роя земле
трясений в И то
177 1.5" г_------------,
.7 10 1.5 20 tV
1 . Когда были взяты все землетрясения по ОI{Сфордскому каталогу, распределение землетрясений по суточным интервалам плохо согласовы;валось как с распределением Пуассона
mN Р (N) = е-т N! ' (5)
'так и с распределением Пойя
P(N) = m(m+d)(m+ 2d) . . . Im+(N -1)dJ .!2::.+N
N! ( 1 + d) d (6)
где d - второй параметр распределения Пойя, определяющий связь между рассматриваемыми событиями. Здесь, I{aK и в случае заI{она Пуассона, :математическое ожидание рассматриваемой случайной величины есть m.
� г---------,
IJ '--__ ..... 1 __ ---1.1---1 .7 IU #1
Рис. 7 Кривая N2 = f (N1) для месячных частот сильных землетрясений Японии
IJ '-__ ..1....----'
Рис. 8. Jl:ривая N2 = f (N]) для роя Ито
{)дню{о В отличие от закона Пуассона, где дисперсия случайной величины равна математичесному ожиданию, для случайной величины, распре.деленноЙ по занону Пойя, ее дисперсия 0'2 = dm + m. Отсюда легно заметить, что если d =0 (связь между событиями отсутствует), то распределе·· ние Пойя превращается в распределение Пуассона.
Если же ИСlшючались последующие ТОЧI{И сильных землетрясений, экс-· nериментальный материал хорошо следовал занону Пуассона (табл. 1 ) .
2 . Мировые землетрясения без афтерштонов таюке показали хорошее согласие с распределением Пуассона (табл. 2 и 3). .
3. Землетрясения Центральной Европы ведут себя неснолы{О иначе. 'СОВOI{упность наблюдений над суточными повторяемостями землетрясений -без последующих толчнов, нан это видно из табл. 4, поназывает лучшее согласие с распределением ПоЙя.
Во второй статье Ваннер исследует распределение промежутков времени между последовательными землетрясениями. Он сравнивает данные В. Конрада за 20-летний период и полученную им эмпиричеСI<уЮ фуннцию распределения промежутнов времени между землетрясениями с теоретичесним ПОI{аЗ:j.тельным распределением и отмечает, что различие между
1 1
Т а б л и ц а 1
Рас предел ение ч исла земл етряс ений без аф терш ок ов по СУТОЧНЫ �I ц нтервал а�1
Число дней Разность
Число дней Равность
между менщу Число вычислен- наблюденным Число вычислен- наблюденныl\t
вемлетря- наблю- ное по и вычислен-сений N денное формуле ным числом
(5) дней
О 685 674, 6 1 0, 4 1 79 2 79 4, 7 � 2, 7 2 4 67 4 67,4 - 0, 4 3 1 60 1 83,7 - 23,7
Т а б л и ц а 2
Р асп: редел ение ч исла мировы х зе�шетряс�ний
без последующих толчк ов в теч ение одного мес яца по СУТОЧНЫ�I интервала �1
Число дней Разность
Число между вемле.. вычис- наблюденным
трясений наблю- ленное по и вычислен-
N денное формуле ным числом
(5) дней
-
О 1 447 1 455 - 8 1 61 0 59 6 1 4 2 11 6 1 22 -6 3 1 7 1 7 О 4 1 2 �1 5 О О О
землетря- набшо- ное по и вычислен-сений N денное формуле ным числом
т
4 68 ;) 1 3 6 5 7 1
(5) дней
55,1 1 2,9 1 2, 7 0, 3
2, 5 2, 5 0, 4 0,6
Т а б л и ц а 3· РаСПРеделение
ч исла мировы х зе�шетряс ениii без последующ их ТОЛЧIЮВ
в теч�ние одного года по СУТОЧНЫ�I интервала�1
Число дней Разность
Число между зеьше- вычис- наблюденным.
рясений наблю- ленное по и вычислен-N денное формуле ным числом
(5) дней
О 1 527 1 52 7 О 1 553 551 2 2 9 6 1 00 - 4 3 1 4 1 2 2 4 1 О 1
Т абл и ц а 4. Распредел ение ч исла БЛИЗЮIХ зе�шетрясе нщ й Ц ентральной Европы
. без юртерш ок ов в теч ение двух �leс яцев по СУТОЧНЫ�I ИНтервала�1 ---
Число дней Равность
Число землетря- наблюденное вычисленное вычисленное сений N II по форыуле по формуле II -III II -IV
(5) III (6) IV
О 31 22, 0 32, 4 9,0 �1,4 1 55 52,5 54,9 2, 5 0,1 2 53 62 ,8 54: -9,8 -1,5 3 43 50,1 41,3 � 7, 0 1, 7' 4 36 29,9 26,6 6,1 9,4 5 8 1 4, 3 1 5, 5 - 6, 3 - 7, 2 6 8 5, 7 8, 0 2, 3 0,0 7 1 2, 0 3,9 ·-1,0 - 2,9 8 3 0, 6 1,8 2,4 1, 2 9 О 0,2 0,8 - 0, 2 -0,1>
1 0 1 0, 0 0,4 1,0 0,6 11 1 0,0 0,1 1,0 0,11
ними, проявляющ�еся более ре3I{О в области малых интервалов, объясняется наличием последующих толчков. :Когда автор сравнил распределение промежутков времени без афтершоков, по данным Оксфордского каталога, использованном в предыдущей статье, он получил достаточно удовлетворительное согласие. Заметим, что распределение повторяемостей землетрясений по закону Пуассона влечет за собой распределение промеЖУТI{ОВ времени между последовательными землетрясениями по ПОI{азательному закону, свидетельствуя о независимости этих событий.
Остановимся на более поздней статье Ваннера (Wanner, 1951) относящейся I{ интересующему нас вопросу. Ваннер про анализировал распределение четырех больших серий афтершоков: землетрясений :Кванто 1 923 г. , Танго 1 927 г. , Фукуи 1 948 г. и Ито 1930 г. Для первых трех серий автор разбил интервал' наблюдений на части и отметил, что для отдельных частей эмпирические средние и дисперсии получаются близкими и, следовательно, толчки могут рас<;матриваться кю{ независимые друг от друга. Рой землетрясений в Ито автор выделяет особо из-за большого расхождения выборочных средних и дисперсий даже в течение небольших периодов наблюдений, что говорит об отклонении распределения от закона Пуассона. Сравнив за три периода число афтершоков в часовых интервалах с распределением Пойя, Ваннер нашел хорошее согласие между ними. Н. сожалению, в первых трех случаях он такой ПОПЫТI{И не сделал, а, вероятно, IЩК нам представляется, был бы получен тот же результат. Вопрос о том, имеем ли мы дело с совокупностями зависимых между собой событий или независимых, но с меняющимся во времени параметром распределения, остался нерешенным.
Танахаси (Takahasi , 1938) рассматривает различные типы последействия в случайных явлениях. Он различает направленность, периодичность, цинличность и случайность. Применительно I{ сейсмичеСI{ИМ явлениям он приводит результат Ватанабе (Watanabe, 1933) , исследовавшего особенности промежутнов времени между землетрясениями с помощью тю{ называемой теории длительности (theory of dUl'ability,), и дает таблицу для распределения промежутнов времени между последовательными землетрясениями всей Японии за 1914-1935 гг. и района ЦУ1чба за 1 926-1935 гг. В приведенных случаях энспериментальные распределения достаточно удовлетворительно следуют теоретичеСI{ОМУ поназательному распределениiо. В работе приводится материал о возможной периодичности землетрясений, одню{О автор говорит об этом очень осторожно.
Рассмотрим метод Ватанабе. Пусть Р (х) - вероятность ТЩ'О, что после одного землетрясения в течение времени t не произойдет следующего землетрясения; Р (у) - вероятность вознинновения землетрясений через малый промежутон dt после предыдущего землетрясения; Р (х, у) - вероятность произведения первых двух событий, т. е. вероятность того, что в течение времени t после предыдущего землетрясения не будет нового землетрясения, а затем оно произойдет на протяжении времени dt, иначе говоря, это вероятность получить промеЖУТОI{ времени между землетрясениями в интервале (t, t + dt) .
Е . б u Р (
х у) 1 Е сли землетрясения между со ои независимы, то Р (х).'Р (у) = . < сли
же одно землетрясение влияет наним-либо образом на следующее, то отно-Р(х, ц) б Ф u t шение Р(х).Р(у) удет уннциеи .
Ватанабе изучал эту фуннцию Р �x(x�) = !-L (t). Следует уназать,
что для процесса Пуассона !-L = const и равняется среднему числу землетрясений в единицу времени dt. Танахаси природит данные Ватанабе о поведении ФУННЦИИ!-L (t) для землетрясений района Цукуба (рис. 9). В работе Ани (Aki , 1 956) приведена I{ривая Ватанабе !-L (t) для землетрясений,
13
наблюдавшихся в Токио (рис. 1 0) . Как видно из эти:х рисунков, ft (t) несколько уменьшается со временем, особенно это заметно (рис. 10) для очень малых t (ПОРЯДI{а HeCHG "ьних часов). Здесь мы, вероятно, имеем дело с эффы{том повторных ТОЛ'll{ОВ. Впрочем, кан справедливо замечает Аки, изменение средней частоты землетрясений во времени может дать аналогичный эффент.
�,--------------, !l,8
§ � __ � __ -L __ � __ � ! J J 7 t
Рис. 9. :Кривая f.L (t) для зеылетрясений района ЦУI{уба
�г---------------�
/(
о . /2
Рис. 10. :Кривая f.L (t) для зеылетрясений, наблюдавшихся в Тоюю
" I Работа, вьшолненная А. А. Ляпуновым и С. М. Фандюшиной (1950) , была
близна по смыслу описанной выше. Авторы подходят н рассмотрению вопроса о зависимости между землетрясениями следующим образом. Моменты возникновения землетрясений с эпицентрами, расположенными в определенной области, рассматриваются ими кю{ случайные· события. При этом высназываются три возможных гипотезы. Первая заключается в том, что землетрясение, происшедшее в промежутке времени (t1, t2) , стимулирует появление землетрясения в следующем промеЖУТI{е (t2, tз), Вторая гипотеза занлючается в том, что первое землетрясение препятствует возНИIшовению землетрясения в следующем промежутне времени, и третья,что оно не оназывает никаного влияния. Решение вопроса возможно на основе статистичесного анализа моментов вознинновения землетрясений в области, ограниченной каними-либо пространственно-временными границами.
Была сделана проверка допустимости третьей гипотезы, которая полностыо формулировалась ТЮС
а) каждому промежутку времени (tH t2) отвечает вероятность р (t1, t2) ВОЗНИЮIOвения землетрясения, I{оторая зависит тольно от длины промеЖУТIШ времени, т. е. Р (t1, t�.) = Р (t2 - t1);
б) при малых значениях t вероятность Р (t) приблизительно пропорцио� нальна длине промежутка времени, точнее
Р (t) = kt + о (t) , (7)
где о (t) обозначает беснонечно малую более высокого порядна, чем t; в) случайные события, заключающиеся в появлении землетрясений
в непереl{РЫВaIощиеся промеЖУТI{И времени, независимы между собой. В таком случае .
Р (t) = 1 - e-lit• (8)
Для сопоставления эмпиричеСI{ОГО ряда моментов землетрясений с законом распределения (8) был использован критерий А. Н. Колмогорова. Пусть То, Т1' • " • . , Тn - моменты возникновения землетрясений в исследуемой зоне; вычисляются величины
6; = Т; - L"i-1 __ N __ o.
И fi ,,= 1 - е TN-To ' ; тогда в силу принятых гипотез случайные величины fi подчиняются занону распределенияР (fi < х) = х на отрезне 0<: х <: 1. Далее строятся теоретичеСI{ИЙ ЗaI{ОН распределения у = х и эмпири-
14
ческий s (х) ( ) y = --yг-=rpx , (9»
где s (х) - число величин fi < х. В случае справедливости гипотезы о независимости событий обе I{ривые'
должны идти бли3I{0 друг I{ другу. Мю{симальная величина разности I у - rp (х) I = 1'] при неограниченном возрастании числа независимых испытаний n удовлетворяет неравенству 1'] -Уn :> л, вероятность которого, стремится к пределу
со Р(л) = 1- � (_1)ke-21i'Л'. (10)
7с=-со
В зависимости 01' харю{тера расхождения между указанными кривы ми можно составить представление о характере ОТIШОНeIIИЯ зю{Она распре· деления Р (t) от (8).
Если для малых значений х график фующии rp (х) поднимается значительно I{руче, ч�м прямая у = х, и далее остается в основном выше ЭТОЙ прямой, ТО ЭТО говорит в пользу первой гипотезы. Если же, наоборот, кривая rp (:г) ОПУСI<ается ниже ее, то вероятнее вторая гипотеза. На рис.. 1 1 приведен результат таного исследования для землетрясений района Гарма с 1929 по 1946 г. Кроме того, авторы исследовали СОВОI<УШIОСТИ землетрясений Оби-ГаРМСI{ОГО района Афганистана, района Джиргиталя, а также афтеРШОIШ АшхабаДСI<ОГО и ХаИТСI{ОГО землетрясений. Для всех этих случаев проверяемая третья гипотеза отвергается и отдается предпочтение· первой гипотезе, т. е. малые промеЖУТI<И времени между землетрясениями преобладают. Одню{о, I<Ю{ УIШЗЫВЮОТ авторы, Е. Н. Люстих справедливо обратил их внимание на то, что ЭффЫ{Т, подобный полученному, может' быть связан с убыванием во времени параметра распределения Пуассона. Предположение Люстиха подтвердилось для двух серий афтеРШОI<ОВ, однако для СОВOI{упностей БЛИЗI<ИХ землетрясений, по мнению авторов, подоб-· ное положение несовместимо с ЭI<спериментальным материалом. 3аметим�
Рис. 1 1 . ПровеРIШ гипотезы о ПОI{азательном распределении промеЖУТI{ОВ времени ыежду зеылетрясенишш района Гарыа
(наблюдения 1929- 1946 гг .)
s(.z:J/ tY
I<стати, что описанное исследование очень БЛИЗI{О I{ исследованиям, описанным в работах Ватанабе, и отличается возможностыо строгого применения определенного статистичеСI{ОГО I<ритерия для оцеНI<И правдоподобности проверяемой гипотезы. Ляпунов и Фандюшина п.ытались таЮI<е проверить гипотезу об одинаI<ОВОМ статистичеСI{ОМ заI<оне распределения для всех исследуемых серий и приmли I{ заI<лючению, что они удовлетворяют' либо одинаI<ОВЫМ, либо мало отличающимся друг от друга заI<онам распредеЛ,ения.
Вопрос о связи между землетрясениями в пространстве изучалИ" Н. А. ВведеНСI<ая (1958) , Тсубои (Tsuboi , 1 958) , Гахардо и Ломнитц (Gajar-
15
do and Lomnitz, 1960) и Мамадалиев. Введенская, анализируя наблюдения над землетрясениями Средней Азии за 1 950-1955 гг. , отметила опре.деленную связь между изменениями сейсмической активности в эпицентральных областях, расположенных на относительно небольших расстояниях одна от другой (не более 200 ---;- 300 ]>м). Эта связь заключается в том, что усиление сейсмической активности в одной из областей вызывает неко-торое временное понижение сейсмической активности в соседних областях. Так, из девяти случаев, когда в смежных районах происходили землетрясения с М > 41/2' В восьми случаях активность в Хаитском районе понижалась.
Тсубои рассматривал корреляцию между годовыми числами сильных землетрясений на небольших учаСТI{ах, на которые была разделена территория Японии. Коэффициенты корреляции при этом в большинстве случаев оказались небольшими; лишь иногда на расстояниях до 1 60 J>.ilt выделялось неСI{ОЛЬКО участков с коэффициентами корреляции r > 0,3 . Их Тсу-бои назвал сейсмическими провинциями. В пределах сейсмических провинций изменения годовых чисел землетрясений происходят параллельно. Подобная ЗaI{ономерность отмечена также Гахардо и Ломнитцем для зем.летрясениЙ в Чили. Как видно из сказанного, рассматриваемый эффект проявляется довольно слабо и данные о нем противоречивы.
Распределение землетрясений во времени обсуждается и в работе Ииды (Iida, 1939) , который использовал данные наблюдений ВЫСОI{ОЧУВСТВИтельной станции в ТОI{ИО за три года - с 3 октября 1935 по октябрь 1 938 г. Распределение землетрясений по интервалам времени в 1 , 3 , 5 и 7 CYTOI{ �I{азалось БЛИЗI{ИМ I{ распределению Пуассона, однако отмечены и ню{о'торые небольшие отклонения от этого распределения. Далее Иида рассмотрел периодичность землетрясений, используя работу Шустера, I{ОТОРЫЙ дал ценный метод исключения ложной периодичности и нашел, что распреде.ление землетрясений во времени не отличается от случайного. Кроме того, Иида исследовал промеЖУТI{И времени между землетрясениями и установил, что их распределение бли3I{о к показательному.
Шлангер (Schlal1ger, 1960) рассмотрел распределение интервалов времени между последовательными наиболее сильными землетрясениями земного шара за 1 918-1955 ГГ., в течение которых произошло 719 землетря-сений с М > 7 . Из этого числа было исключено 42 явных афтершока. Остальные 677 землетрясений хорошо согласовались с показательным распределением промежутков времени между землетрясениями. Шлангер об·суждает также вопрос о периодичности землетрясений и связи их с другими геофизическими явлениями. Он отмечает, что исследования Макмурри, Ямагути, Брази, Бота, Ван-Гильса, Такаяма и Сузуки не установили периодичности в появлении землетрясений и связи их с другими геофизичеСI{ИМИ явлениями.
Обзор статистичеСIШХ работ по проблеме возникновения землетрясений выполнил Аки (Aki, 1956) . АIШ рассмотрел ряд работ, в которых изучалась периодичность землетрясений и СВЯЗЬ"fi1ежду землетрясениями и влияющими на них или сопутствующими им явлениями (приливы, атмосферное .давление, наклоны, изменения магнитного поля, температуры и т. д�) , распределение землетрясений по величине и в пространстве, связь между землетрясениями.
Говоря о явлениях, влияющих на землетрясения, автор отмечает противоречивые результаты, полученные различными авторами или даже -одним автором в разные периоды наблюдений, и делает вывод о имеющейся неопределенности в данном вопросе. Наиболее интересные результаты, -связанные с анализом распределения землетрясений по энергиям и в пространстве, получены советскими исследователями. Ниже, при описании ·этих работ, мы укажем на отдельные результаты исследований зарубежных ученых.
16
Вопросы, связанные с распределением землетрясений во времени и связью между ними, особенно интересуют нас. Мы уже говорили о теории длительности Ватанабе, описанной Аки. Аки останавливается на работе Китагавы, Фуруи и Ядзимы, I{OTopble исследуют стабильность частоты землетрясений. В этой работе по материалам наблюдений за землетрясениями Японии за 30 лет делается вывод, что за этот срок было мало периодов, когда частота землетрясений оказывалась стабильной. Однако для отдельных районов было много случаев, когда она оставалась стабильной и к распределению частот могло быть применено распределение Пуассона. АI{И приводит данные Иноуэ, I\исиноуэ, Ииды И Ваннера о распределении частот
Рис. 1 2 . Кривая распределения повторяемостеп зеылетрясеиий для случая гипотезы Тэрада (сплошная крпвая). Распределение Пуассона - пуннтщшая
линия
землетрясений и пытается сравнить наблюдаемые отклонения от закона Пуассона с эффеIПОМ, который должен был бы наблюдаться, если бы было правильно предположение Тэр'ада об уменьшении вероятности возникновения землетрясений после каждого происшедшего землетрясения. Аки рассматривает простой маРI{ОВСКИЙ процесс и находит, что в этом случае распределение частот отличалось бы от пуассоновского (рис. 12). Однако, как указывает Аки, экспериментальные и рассчитанные кривые отклоняются от теоретических кривых Пуассона в разные стороны. Точно такой же эффект получил Кнопов (Knopoff, 1 964) для землетрясений Южной Калифорнии. Далее автор описывает возможность предсказания частоты возНИIш:овения землетрясений на основании теории стохастичеСI{ИХ' процессов. Это было осуществлено Аки (Aki, 1 954) для совокупности 210 ощутимых землетрясений района Ширия-саки за период 1 900-1945 гг. Предсказание делалось на основе построенных коррелограмм для величины N (t) - М [N (t)), где N (t) - число землетрясений за время от О до t, а М [N (t)) - среднее значение N (t) за время t; процесс предполагался стационарным. Предсказание на 1946-1947 гг. подтвердилось лишь частично. Автор объясняет это сравнительно большой дисперсией длиннопериодных вариаций, а также произвольностью выбора одной из четырех коррелограмм для исследования короткопериодных вариаций.
Методику, близкую к описанной выше, истользовал Ю. М. Алехин (1963) , который исследовал энергию землетрясений, выделявшуюся в !{урило-Камчатской зоне и Южной Калифорнии.
ИТЮ{, из рассмотренных работ видно, что распределение землетрясений во времени часто следует ЗЮ{ОНУ Пуассона, ОДНЮ{О имеются ЭI{сперимен:тальные данные, которые могут быть истолкованы или I{aK изменение во времени параметров распределения, или как зависимость землетрясений между собой. В последнем случае не исключались афтершоки сильных землетрясений.
Перейдем теперь к распределению землетрясений по величине и в пространстве. Не задаваясь целью про следить историю исследований в этой области, отметим, что важное значение имело введение количественного определения сеЙсмичн.ости. Для этих целей были предложены четыре величины (Ризниченко и Нерсесов, 1 960а, б). Конинг предложил использовать магнитуды землетрясений, Бот и Шпонхойер - суммарный поток сейсмической энергии, а Ритсема - величину накопленных условных деформ' аций по аналогии с этой величиной в работах Бениофа. Ю. В. Риз-
2 В. Н. ГаЙСRИЙ 17
НИЧeIШО (1958) считает более целесообразным пользоваться повторяемостыо землетрясений. Этот вывод сделан на основе детальных исследований сейсмичности ТаДЖИIПIстана, I{ описанию которых мы и переходим.
Ризниченко и Нерсесов с СОТРУДНИI{ами ТаДЖИЪ:СI{ОЙ КОМПЛeI{СНОЙ сейсмологичеСI{ОЙ ЭI{спедиции (ТI{СЭ) создали систему понятий и харю{териСТИI{ и успешно использовали их для исследования сейсмичеСI{ОГО режима Южно-ТяньшаНСI{ОЙ зоны ТаДЖИIшстана (Ризниченко, 1958; РизничеНI{О, Нерсесов, 1960б; Нерсесов, Ризниченко, 1959; РизничеIШО, 1960).
Rю{ было СI{азано, под сейсмическим режимом I{ю{ой-либо области подразумевается совокупность землетрясений Э'J,'ой области, рассматриваеман в пространстве и во времени. Главными характеристИIШМИ очага землетрясения, доступными в настоящее· время для массового определения, являютсн координаты ер, л, h гипоцентра, времн t ВОЗНИЮfовенин землетрясения и его сейсмичеСI{ая энергия Е, т. е. энергия сейсмических волн, из луча еман областью очага. Таким образом, I{аждое землетрясение можно предста-. вить себе ТОЧI{ОЙ в некотором пятимерном пространстве Л5 «(р, л, h, t, Е). СейсмичеСIШЙ режим, очевидно, будет изображаться в пространстве Л5 СОВОI{ушiостыо точеI{, расположенных ДИСI{ретно. Задачей изучений сейсмичеСI{ОГО режима является теперь анализ особенностей расположенин ТОЧeI{ в пространстве Л5 и установление закономерностей, I,OTOPbIM это распределение подчиняетсн. Тюшй анализ можно проводить либо путем рассмотрения всех аргументов и изучения расположения точеI{ Р (ер, л, h, t, Е), либо посредством исследования неноторых частных вспомогательных фУНIщий отдельных аргументов при финсированпых значениях остальцых. Наиболее полной харю{Теристиной сейсмичеСI{ОГО режима яв,ляется плотность N* землетрясений в пространстве Л5•
Очевидно, , dN N. = dП' (Н)
где dЛ - элементарный объем пространства Л; dN - число точеI{-землетрясений в объеме dЛ.
N = � N.сZП [!
(12)
называется обычно повторнеМо.стью землетрнсений в Н8I{ОТОРОЙ области пятимерного пространства Q. Одной из упомянутых частных фУНIЩИЙ сейсмичеСI{ОГО режима, имеющей важное значение, является графин повторнемости, т. е. фУНIщия N (Е) при фИI,сированных интервалах Д(р, дл, I1h и дt.
Зависимость N (Е) в двойном логарифмичеСI{ОМ масштабе являетсн в первом приближении линейной. Поэтому, а таюие в силу огромного диапазона измененин энергии исследуемых землетрнсений, Шlшла для оцении энергии берется логарифмичеСIШЙ. R энергетическому нлассу ko относят при этом число землетрясений, логарифм энергии сейсмичеСIШХ волн k ноторых, выраженный в джоулях, приходится на интервал (ko - 0,5; ko + + 0 ,5) . Зависимости N (Е) изучали многие ученые. Однако лишь в работах
,ТRСЭ эта зависимqсть стала 'рассматриваться I{Ю{ одна из важнейших характеристИI{ сейсмичеСI{ОГО режима исследуемого района и нашла свое место при ноличественном описании сейсмичности. Анализ всех ЭI{спедиционных материалов, сопоставление их с данными о сильных землетрнсениях за более длительные срони и рассмотрение результатов подобного рода по другим района:м поназали, что в ШИРОI{ОМ динамичеСI{ОМ диапазоне для Е = 102 .-;-101G дж графини повторяемости линейны и их угловые
I::i]a N u , I{оэффициенты r ='- I::il� Е близ ни между собои. На рис. 13 , заим-
'18
# //lIf' г-� ___ --_______ �
� Рис. 13. Графини повторяемо' сти ДШl различных районов (РИ3Шlчсrшо,' Нсрсесов, 1960а):
1 - РПЙОII L.тУСПЛ[l за 3 дня; 2--ГаРМСНJlй � Р<1НОIl за 1055-1957 ГГ.; 3 - то ;НС за 2�-50 JICT; 4 -'- ере):.-I1ЛЯ АЗI1Л; 5 -- ТЫllНСIiтснпii рrtйоп;
I
6 - Япония; 7 - :Индонезия; 8-l\аЛllфОРНИЛ; 9 - весь ?емной шар //1-9
-8
I
т �-L ___ � _______ � 1 /0' к
ствованном из работы Ризниченко и Нерсесова (1960а), видно, что лишь при k > 1 6-17 наклон графика повторяемости, возможно, отличается в сторону увеличения, в остальных же случаях НaJШОНЫ очень близки. Если нюшоны графИl{ОВ повторяемости, построенных для различных районов или учаСТI{ОВ, практически одинаковы, то для сравнения сейсмичесной ю{тивности этих участков достаточно сравнить соотвеТСТВУlощие ординаты графИl{ОВ повторяемости. Нормированная повторяемость землетрясений определенного Iшасса названа сейсмической аl{ТИВНОСТЫО А k'
'Удобно пользоваться поверхностной антивностыо А7, рассчитанной на 100 JrlIt2 в год или А10 на 1000 7fllt2 в год, в зависимости от детальности работ и активности района.
Исходя из графика повторяемости
19 N = 19 Ао - r(k - ko) ( 13)
легко перейти от антивности Ао к повторяемости землетрясений любого нласса N k:
N - А 1 О-У (k-I.o) / • . - О' . • (14)
Таним образом, "? и А являются двумя основными параметрами сейс:ми-чеСI{ОГО режима. Однано графИl{ повторяемости не может продолжаться до бесконечных значе'ний энергий и где-то должен обрываться. Значение klllax поэтому есть третий существенный параметр, харантеризующий систематичеСI{УЮ составляющую сейсмичеСI{ОГО режима (Ризничеш<о, 1 962, 1964а, 1966а) . Что насается случайной 'стороны режима, то здесь важным параметром является R - мера рассеяния повторяемости землетрясений, определяемая соотношением
( 15)
где (JN - среднее Iшадратичное ОТIшонение одиночного определеНI!Я Н.
2* 19
Ес'ли для разных групп. землетрясений построить :=sависимость между
O'N и V N (рис . 14) по данным, взятым из т'абл. 14 разбираемой работы, то . увидим, что точки ложатся вблизи биссектрисы координатного угла. ИТЮ{, значение меры рассеяния повторяемости землетрясениЙ . R получилось БЛИЗIШМ Н единице 'для землетрясений, разных по силе и численности. Отсюда сделан вывод, что для определения повторяемости землетрясений с заданной точностыо необходимо определенное число землетрясений (независимо от площади зоны, времени или силы землетрясений) . Для
о
(j""---_-'---__ ----.J !Il&
Рис. 14.3ависимосты>=f<V:N) по наблюдениям разных энергий и численности групп зем-
летрясений .
выяснения свойств параметров А, у и R интересны детальные данные, приведенные в нниге Ризниченно (1960) для Гармсного района по наблюдениям fla' 1 955-195и гг. Так, для всех нлассов землетрясений при k = 7 ·--;-13 R = 1 ,04 + 0,07, а без малочисленных нлассов k = 12 и 1 3 R = 1 ,05 ± 0,08.
Ошибка в определении R подсчитывалась по вы)Зеденной в работе формуле
V 1 R2 r:; Н : R 2п _ 1 + 4N IJ ' (1 6)
где n - число интервалов, необходимых для определения O'N; N IJ - общее число землетрясений. В районе Чиль-Доры в 1955 г. антивность А = 9,6, а в 1956 г. она поднялась до А = 25. Это повышение активности по слабым землетрясениям, по мненИIО авторов , в большой мере обязано:последующим толчкам сильных землетрясений. Угловой l{Qэффициент у оставался прантически ТЮ{ИМ же. Значения R значител' ьно выросли:
k 6 7 8 9 10 R,,_ . . . . '. 3 ,67 2 , 17 1 , 21 1 , 48 1 , 27
Для этого учаСТIШ с нестабильной сейсмической активностью значение R увеличилось' и стало аномально высоким. Таким образом, мера рассеяния повторяемости землеТР.flсениЙ при R :::у 1 уназывает на нормальность, а при R > 1 - на аномальность сейсмического режима. Этот вопрос 'был специально исследован В . �. Бунэ (1959) на примере серий афтершоков Нуры{сного, ХаИТСI{QГО и RаЛИфОРНИЙСI{ОГО землетрясений. Вывод получился аналогичным, т. е . при R;:::::;: 1 режим нормален, при R > 2 - наруше!I. Однако. впоследствии Оl{азалqсь, что это вывод неточен. А. П. RaTOI{, проанализировав большой материал, установила, что величина R не постоянна, а зависит в свою очередь, от INI. в статье неСI{ОЛЬКИХ авторов (Катон и др. , 1966) зависимости R от N придан вид R = 1 + л V N.
Существенной пространственной харю{теристикой сейсмического режима исследуемого района . является l{apTa сейсмичесной ю{Тивности. Смысл ее составления состоит в построении индивидуальных графИI{ОВ повторяемости N (Е) для множества элементарных площадон исследуемой территории и в определении по этим графикам индивидуальных значений
,А, ноторые приписываются средним точкам этих площадок. Задача опре-
( 20
деления значений aI{ТИВНОСТИ состоит в переходе от ДИСI{ретного пространственного распределения эпицентр'ов землетрясений I{ непрерывной величине сейсмической активности, определяемой путем совместной обработки чисел землетрясений разных Iшассов . Для определения сейсмической ак.тивности чаще всего используется формула ' '
где m ,. = 10"( (k-i) •
( 1 7)
Ризниченко и Нерсесов (1960а) предлагают еще две формулы, по-разНОМу учитывающие веса наблюдений,
и
А = '2,m'iN� '2,Nk
Неда:вно Ризничею{о (1964в) . предложил плотности эпицентров по формуле
'imax Ai = (1 - 10-"( ) ] Ni.. 'i=i
(18)
(19 )
вычислять активность из
(20)
Выбор элементарных площаДОI{ при построении I{apTbl сейсмичеСIЩЙ aI{ТИВНОСТИ обусловливался следующими соображениями (Ризниченко , Нерсесов , 1960а; Нерсесов , Грин, Джанузаков , 1 960) : размеры площадок должны быть настолько велики, чтобы включать достаточное число эпи-
.. Ц НТРОВ для создания плавной .картины, в то же BpeMJI они должны быть настолью) малы, чтобы обеспечить необходимую детальность I{apTbl. Более важен, пожалуй, способ перехода от дискретного пространственного расположения эпицентров к непрерывной величиilе - сейсмичеСlй)Й Ю{
, тивности . . В зависимости от цели составления· I{apTbl здесь во'зможны три варианта:
1) если желательно отобразить деятельность очагов землетрясений за короткий промежуток времени, элементарные площадки и палеТI{И осред. нения надо, естественно, выбирать возможно меньшими ;
2) если нас интересует карта долговременной сейсмической, активно� сти, площаДI{И должны быть больше. Но они .. не должны быть настолько . веЛИI{И, чтобы привести к слиянию отдельных сейсмоактивных зон;
3) если нас интересует отображение эффеита сейсмической активности на поверхность земли, форма и ' размеры областей осреднения должны соответствовать заиономерностям изменения плотности энергии с расстоя·нием. Этот случай наиболее БЛИЗ0К целям сейсм_ического районирования. Для Гармсиого и Душанбинсиого районов Таджикистана были выбраны эллипсы с полуосями а1 = 10 KJt, а2 = 25 nJt, Ь1 = 5 h:Jt, Ь2 = 12,5 nJt. Веса наблюдений внутри первого эллипса и иольца относились I{aI, 10 : 1 . ДЛЯ :КИРГИ3ИИ при этом ж е соотношении весов полуоси имели размеры а1 = 18 nJt, а2 = 33 KJt, Ь1 = 13 nМ, Ь2 =. 25 КМ.
:Кю{ УIшзывает Нерсесов (Нерсесов, Грин, Джанузако:В , 1 960) , с методичесиой ТОЧI{И зрения И3 рассмотрения I{apT сейсмичеСIЩЙ активности наиболее важным является следующий вывод: «:К местам наибольшей повто-
2!
ряемости слабых землетрясений или I{раевым частям этих мест приурочено и наибольшее число сильных. В первом приближении из этого следует" что наиболее опасными в сейсмичеСI{ОМ отношении учаСТI{ами Можно 'считать области с повышенной сейсмичеСI{ОЙ активностью . Эта За1{ОНОмерность при сейсмическом районировании наиболее существенна и должна при существующем уровне методов сейсмичеСIШГО районирования являться исходной при OцeНI{e степени сейсмической опасности территориИ» .
Первый вариант IШрТ имеет ограниченное значение, представляя сейсмичность преимущественно лишь за IШРОТIШЙ отреЗОI{ времени наблюдений. Вместо третьего варианта карт в дальнейшем признано целесообразным проводить ' раздельное составление карт повторяемости землетрясений и карт сотрясаемости поверхности Земли (РизничеНI{О, 1965в, 1966а, б ; РизничеНIШ, Захарова, Сейдузова, 1967 ; Гайский, Реймаri:, Наток, 1968; ГаЙСIШЙ, Н,ат(ш, 1 967; ГаЙСIШЙ, Rиняп.ина, 1967) . Основное значение имеет карта долговременной сейсмичеСIШЙ ю{тивности, и толы{о О ней в дальнейшем мы будем вести речь .
При построении IШрТЫ сейсмической юпивности параметр у считается постоянным и равным среднему значению для района. Исследование разности в значениях у для разных интервалов времени и разных учаСТI{ОВ привело авторов работы «Методы детального изучения сейсмичностИ» к выводу, что эти разности МОГУТ' быть объяснены случайными причинами. ОДНaIШ ряд авторов СIшонен считать, что значения у различны для различных по теI{тоничеСI{ОМУ строению и активности зон (Tsuboi , 1952; ГаЙСIШЙ, Н.аТОI{, 1960; Соловьев, 1961 ; МiуаШllrа, 1 962а, б; ВведеНСI<ая, 1 962) .
Вопрос о точности построения карт сейсмичеСI{ОЙ ю{тивности был рассмотрен недавно И . В . Горбуновой (1964) и Горбуновой и 10 . В. Ризниченко (1965) . Был предложен способ построения I{apTbl сейсмичеСI{ОЙ aI{ТИВНОсти с постоянной точностью, определяемой одиню{овым I{оличеством эпицентров , приходящихся на площадь палетки. Очевидно , что тю{им образом мы получаем определенное представление о точности определения ю{тивности на всей площади палетки, однако точность определения aI,ТИВности в достаточно малой 6I{рестности интересующей нас ТОЧI{И не находится. Вопросы устойчивости построенных карт-сейсмичесной активности и выбора в связи с этим размеров палеток рассматривались В. И. Бунэ (1964) и нами (ГаЙСIШЙ, I\aTOI{, 1967) . А. И. Захарова (1964) предложила строить IШрТУ сейсмичеСI{ОЙ ю{тивности без применения палеТIШ, осредЮIЯ значения aI{ТИВНОСТИ по БЛИЗI{ИМ по ю{тивности элементарным площадкам.
Меньше внимания в работах ТН:СЭ уделялось изучению изменений режима во времени. Была сделана ПОПЫТЕа построения пространственновременных графИI{ОВ сейсмичеСIШГО режима и изучения изменений параметров режима во времени. Однако за ИСIшючением появления последующИХ ТОЛЧIШВ после сильных землетрясений и неноторого «затишью> перед моментом землетрясения других занономерностей выявлено не было. Распределение землетрясений во времени сравнивалось с нормальным и логнормальным распределениями. Для слабых землетрясений получено хорошее согласие с нормальным, а для сильных (число которых мало) - с логнормальным закон-ом. Сейчас стало ясно, что лучший результат был получен от сравнения с зю{оном Пуассона (ГаЙСIШЙ, RaTOI{, 1960; Гайский, 1 961 ; ГаЙСIШЙ, Бильман, 1962) . Близость для слабых землетрясений нормальному, для сильных - логнормальному зю{ону и приближенное равенство R ;::;:::; 1 объясняются близостью распределения землетрясений во времени занону Пуассона.
Методы изучения сейсмичеСI{ОГО режима, развитые в ТRСЭ, получили сейчас достаточно ШИРОIше распространение. Они начали успешно применяться при проведении сейсмического районирования самими же работНИIШМИ ЭI{спедиции (Нерсесов, Грин, Джанузюшв, 1960; Бунэ, 1 960, 1 961 ,
22
1 962, 1963, 1964; Бунэ, Рейман, 1960; Геология и сейсмичность, 1962; Бунэ , Н.улагин, Соболева, 1965; Гзовсн.иЙ и др. , 1958, 1960; Гзовский, 1961 , 1963; Горбунова, 1962, 1 964; Масарский, Горбунова, 1964) и <<приняты на вооружение» другими сейсмологами СССР (Сейсмическое районирование СССР, 1968; ГаЙСIШЙ, 1961 ; 1964; Гайский, Катон., 1 960 ; 1965; Гайский, Рейман, Н.аток, 1968; Гайский, Бильман, 1 962; Грин; 1 964; Джанузю{ов , КоссоБУДЗIШЙ, 1 964; Захарова, 1 963, 1 964; H.aTOI{, 1965а, б; Мамадалиев, 1963, 1 964; Федотов , Кузин, Бобков, 1 964; Цхакая, 1 965) .
Прямое 'отношение l{ работам в области сейсмического режима имеют исследования МИI{роземлетрясений, горных ударов и разрушений образцов. МИI{роземлетрясениям мы специально посвящаем одну из глав . Закономерности же разрушения образцов различных материалов и горных пород (Виноградов , 1 959, 1962, 1963, 1964; Mogi , 1 962а, б, в; 1963а, б ; 1 964) обнаруживают многие черты сходства - похожие соотношения между величинами ТОЛЧI{ОВ , типами групп ТОЛЧIШВ и землетрясений, предшествующие сильному ТОЛЧI{У изменения углового коэффициента графИIШ повторяемости и др.
Зю{анчивая этот обзор, необходимо упомянуть еще о двух направлениях исследования: получение теоретическим путем распределения землетрясений по величине и сопоставление элементов сейсмичеСIШГО режима с теl{тоничеСI{ОЙ обстаноВIШЙ района .
В первом направлении следует отметить работы Хауснера (Housner, 1955) , Гуревича, Нерсесов-а, Кузнецова (1960) , Моги (Mogi , 1962а), Кузнецовой (1962) , Ризничею{о (1964б, 1 965а, б) .
Ню{ справедливо замечает Виноградов (1964) , в первых трех работах, исходя из тех или иных довольно общих предположений, получается постоянное значение углового l{оэффициента графика повторяемости у, так кю{ не рассматривается процесс образования разрывов и влияние на него тех или иных физических свойств материала и внешнего воздействия.
Примерно тю{ое же значение имеет работа А. Н. Нолмогорова (1941) , ' [{от'орый рассмотрел зю{он распределения размеров частиц при дроблении. Большее знач�ние может иметь развитие работы Кузнецовой (1962) , сделавшгй ПОПЫТI{У построить механическую модель упругой релаксирующей среды и схемы концентраций напряжений в ней. Рассмотрение процесса развития трещин привело автора l{ выводу о существенном влиянии релю{сационных свойств материала на статистичеСI{ИЙ хараlпер его разрушения. ЭнергетичеСI{ОЙ ТРЮ{ТОВI{е закона повторяемостей посвящены работы Ризничею{о.
Во втором направлении мы уже отмечали, что Соловьев , Миямура и Введенская связывали различные значения параметра у с зонами , отличными в теIпоничеСI{ОМ отношении. Мы не будем касаться ·большого количества работ, где расположение эпицентров сравнивается с теми или иными чертами теl{тоничеСI{ОГО строения, а остановимся лишь на двух работах, в I{ОТОРЫХ делается попытка l{оличественного сопоставления геологичесl{их и сейсмичеСI{ИХ харюперистИI{ района.
Первая из них (ГЗ0ВСКИЙ И др. , 1958) посвящена сопоставлению тектоники и сейсмичности Гармского района ТаДЖИКСI{ОЙ ССР. Сопоставляется сейсмическая активность трех главных сейсмоактивных зон района: Сурхобсной, ПеТРОВСI{ОЙ и .RараНУЛЬСI{ОЙ со значениями градиентов снорости веРТИI{альных Т8I{тонических движений в третичное и четвертичное время.
Здесь делается первая ПОПЫТI{а сопоставить ноличественные харантеРИСТИI{И сейсмичности с l{оличественными же харантеристинами интенсивности Т8I{тоничеСI{ИХ движений. В работе Бунэ, Реймана (1960) проведена норреляция эпицентров землетрясений Душанбинсного района с разрывными нарушениями. Оlшзалось, что l{оэффициент норреляции между числом эпицентров 8 ....;.- 13 энергетичеСI{ИХ нлассов и длиной разрывов дости-' гает 0,47 .
23
R сожалению, не был исследован вопрос о том, не существует ли преимущественной приуроченности эпицентров более сильных землетрясений к главным разрывам а слабых-к второстепенным. Заметим, что иногда в среде сейсмологов раздаются критичеСlше замечания в адрес ученых , которые пытаются составить себе представление о пространственном распределении сейсмической эятивности независимо от данных о тектонике района. Нам представляется, что здесь важно прохождение всех этапов исследования - сначала получение независимых данных и суждений в каждой из областей науки и затем совместное их использование на неко-тором ЗaIшючительном этапе. .
Мы не пытались дать исчерпывающего обзора всех работ в области изучения сейсмического режима . Выбор рассмотренных работ диктовался в значительной степени направлением и задачами настоящей IШИГИ. Поэтому большее внимание мы обращали на работы, в I{OTOPblX затрагивались временные характеристИI{И сейсмичеСI{ОГО режима. В этом направлении сделано значительно меньше, чем в области изучения пространственных закономерностей, что связано, естественно, с меньшим сроком наблюдений и никак не с меньшим значением подобных исследований.
Г л а в а 11
ОБЩИЕ 3АI-{ОНОМБРНОСТИ СЕЙСМИЧЕСКОГО РЕЖИМА
§ 1 . ОБЩИЕ СООБР АЖЕНИЛ
Как было сказано выше, афтершоки сильных землетрясений затрудняют статистическое описание сейсмических явлений. В то же время они несут на себе весьма малую часть энергии процесса [см. , например, Утсу (Utsu, 1957) или Пшенников (1965) ] . Поэтому общие закономерности сейсмичеСI{ОГО режима . были бы более ясными, если бы удалось исследовать С9ВОКУПНОСТИ землетрясений, свободные от афтершоков . Очень удобным для статистических исследований объектом является группа землетрясений Памиро-Гиндукушской области с глубинами очагов от 80 до 230 �t. Эти землетрясения составляют очень I{ОМПЮ{ТНУЮ группу, l{aK правил;о, свободны от афтершоков, и их пространственное расположение весьма устойчиво во времени.
у спех статистичеСI{ИХ исследований определяется в значительной степени возможностью выбора однородного материала. КлаССИфИI{ация по величине землетрясений с промежуточной глубиной очага довольно затруднительна. Поэтому в Институте сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН Таджикской ССР, где в течение продолжительно·го времени изучается эта зона и где ряд лет работал автор, такие землетрясения Rлас- . сифицируются по энергетической шкале, а энергия определяется по сейсмограммам lшассическим методом Голицына (см. , например, Бунэ, 1955) . Такие подсчеты регулярно велись начиная с 1956 г. К 1963 г . был НЮ{Qплен достаточно большой объем наблюдений, которые, I{Ю{ правило, далее анализировались.
Для нонтроля однородности материала были предприняты повторные подсчеты энергии разными интерпретаторами и за разные срони. Подсчеты поназали, что случайные средние lшадратичные погрешности оценни логарифма энерI'ИИ землетрясений разными интерпретаторами имеют порядон 0, 3-0,4 единицы логарифма. Систематичесние же отличия в оценне логарифма энергии составляют всего 0,1 . ОДНЮ{О при этом нельзя было учесть систематичесной ошибl{И, связанной с не знанием истинной фуннции затухания сейсмичесних нолебаний с расстоянием и влиянием неоднородностей среды по направлению н различным станциям ТаДЖИI{истана. Мы полагали, что эти систематичесние ошибни должны проявиться примерно одинаново для разных землетрясений и не должны существенно ИСRазить полученных статистичесних заRономерностей их пространственновременного распределения.
Если посмотреть на нарту эпицентров любой малоаRТИВНОЙ области или нарту, построенную по наблюдениям за RОРОТRИЙ срон, леГI{О заметить отсутствие наной-нибудь занономерности в расположении эпицентров. Если же нарта берется за достаточно длительный срон, на ней вырисовыва-
25
ютGя I"ОНТУры определенных сейсмоа'I{ТИВНЫХ зон. Если же нас будут интересовать лишь эпицентры сильных землетрясений, то опять-таки мы не увидим I{акой-либо системы. ИДI .. видно, поле сейсмичесиих событий имеет в значительной степени случайный харю{тер. I-\ю{ие же харю{теристиии этого поля можно использовать на праИТИI{е; чтобы получит'ь объективные представления о зю{ономерностях сейсмичеСI{ОГО режима? Как эти хараитеРИСТИI{И вычислить наиболее точно? Здесь мы встречаемся, по ирайней мере, с двумя трудностями.
Первая зюшючается в том, что сейсмичеСI{ИЙ процесс представляет собой сочетание непрерывного процесса ню{Опления упругих напряжений в земной I{Ope и верхней части оболочии и прерывного дискретного процесса сбрасывания этих напряжений во время землетрясений. Поэтому наиболее важной характеристИI{ОЙ сейсмичеСI{ОГО поля была бы величина напряжений, дающая нам представление о вероятности возникновения землетрясений. Одню{о единственной характеристикой напряженного состояния является ПОI{а распределение землетрясений в Оl{рестности интересующей нас ТОЧIШ.
Вторая трудность - это случайный харю{тер сейсмичесиих явлений. Иначе говоря, оБЪeI{Тивные характеристИI{И процесса мы можем иметь лишь для осредненных определенным образом величин" индивидуальные же события во многих отношениях случайны, и даже I<атастрофичесиие землетрясения несут мало информации об общем течении процесса.
Исходя из этих соображений, надо найти подходящий рецепт пространственно-временного осреднения для перехода и средним непрерывным поназателям напряженного состояния сейсмичеСI{ОГО поля, связанным с вероятностями ' ВОЗНИlшовения землетрясений определенного Iшасса. Тю{ой физичеСI{ОЙ величиной может быть сейсмическая активность А . Вопрос 'о выборе наиболее подходящих методов физичеСI{ОГО осреднения обсуждается в течение длительного времени в динамичеСI{ОЙ метеорологии. Наиболее приемлемый подход связан с теореТИI{О-веРQЯТНОСТНЫМ описанием полей соответствующих гидродинамичеСI{ИХ величин (см. , например, Монин, Яглом, 1965) . Основы статистичеСI{ОГО описания непрерывных полей наиболее полно изложены в фундаментальной работе А. М . Обухова (1954) . Существенным для нашей работы является понятие статичеСI{И однородного ' поля .
Случайное поле в пространстве П (ЛI) = П (х, У, z) названо статистичеСI{И однородным, если распределение вероятностей значений поля в ЛIобой системе точеI{ наблюдения 1И1, М2 , • • • , lИ� остается инвариантным по отношению I{ прео6'разованиям сдвига системы точеI{ наблюдения
! [ П (х1 , Уl , Zl) , П (Х2 , У2 , Z2) ' . . . , П (хn , Уn, Zn) ] = = f [ П (X� , y� , Z�) , П (x� , y� , Z;) , . . • , П (Х;" y� , Z�) ] , (21 )
где Х; = Х; + Х; у; = У ; + У; z { = Z i + Z; Р (Х , У, Z) - веюор, опредеЛЯЮЩИЙ, величину и направление перемещения; ! - плотность распределения вероятностей.
Случайное поле называется однородным в I;Iаправлении неI{ОТОРОЙ оси плоскости, если условие инвариантности распределения вероятностей (2 1 ) выполняется толы{о для вы{торов Р, параллельных заданноЙ .оси или плосности. Понятие статистичеСI{И однородного поля является естественным обобщением понятия стационарного процесса.
В прю{тичесном применении схемы описания природных явлений с помощью теории случайных полей возникает важный вопрос о сравнении выводов теории с Эl{спериментом. В частности, важное значение имеет интерпретация выборочных средних, ню{ соответствующих математичесдих ожиданий. Для этого большое здачение имеет свойство эргодичности, связанное с возможностыо замены осреднения по реализациям осреднением по
26
той или иной переменной. В упомянутой работе Обухова приводится, в ча-стности, одно из доказательств эргодической теоремы.
Если и (t) - случайная функция, однородная по 'переменной t, и если
В (т:) ' [ u (t + t) - а] [ u (t) - а] , " (22)
где а = и (t) = const (среднее статистическое) , то при выполнении условия
вероятность неравенства
Т l im � \ В (т:) ат: = О Т->:О <> .
(23)
(24)
при любом 8 > О И любом фиксированном] t стремится I{ единице при неограниченном возрастании Т.
Здесь [и]т - эмпиричеСI{ое среднее фующии и (t) по переменной Т, т . е.
со 1 " [и (t) ] T = T � u (t + T) (IT. о
(25)
Теорема дает основание (при статистиче�I{ОМ описании полей) для замены математичеСI{ИХ ожиданий интересующих нас величин соответствующими средними, взятыми по координатам, по которым поле обладаf;JТ свойствами статистической однородности.
Итю{, юшуратное статистичеСI{ое описание любого случайного поля зависит в первую Qчередь от его свойств . Исследуем однородность сейсмиче�I{ОГО поля. Сейсмическое поле довольно быстро меняет в пространстве -свою интенсивность, и поэтому, на наш взгляд, для него целесообразно -специально ввести понятие квазиоднородности (Гайский, ИI{чурина, Ряб-чук, 1967) .
Определение . СейсмичеСI{ое поле !1Т (ер, "л, h, k, t) называется I{вазиоднородным, если оно может быть представлено в виде
!1Т «(р , "л, h , k, t) = F «(р , Л, h , k) !1Т* (ер , "л, h, k , t) , ( 26)
где F (ер, л, h, k) - неслучайная функция; !1Т* (ер , л, 7�, "-, t) - поле, однородное по всем I{оординатам. Проверка гипотезы квазиоднородности может быть произведена следующим образом.
Выбрав систему точеI{ м1, м2, • • • , м" и составив выборку !1Т1, !1Т2 , • • • , !1Т n ' можно леГI{О перейти от нее, зцая F ( ер , л, h, k) , I{ выборке !1Ti , !1Т; , . . . , !1Т;l ' Если затем преобразованием сдвига
<p .� = � + <Pi A� = 11 + Лi l< = � + h i < = '1' + ti
"� = х + ki ,
(27)
с помощью произвольного вектора Р (�, 'Yj, �, Т, 1{,) перейдем I{ системе точек М ;', )11 ;, . • . , м;" для которой также составим выборку !1Т;'* , f':..,T2*, . . " !1Т:1', 'то для проверIШ гипотезы I{вазиоднородности нужно будет пошiзать, что выБОРIШ !1Т* и !1Т'* являются выБОРI{ами из одной и той же генеральной СОВОI{УПНОСТИ.
Нормирующая функция F, как это видно из (26) , служит для изменения масштаба времени в поле !1.Т. ПОЭГОМУ l;оответзтвенно Ю1есто функции
27
F б А (<Ро, ло, ho, !со) А надо рать отношение А ( л h !с) , где - сейсмическая aI{ТИВНОСТЬ-ер, , , в единицах землетрясений класса К.
Не нарушая общности рассуждений; можно выбрать ТaIше еро, ЛО, по, k07" чтобы А (ер о , Ло, ho, ko) = 1 . Тогда можно записать
1 , l ' -F (rn л h k) =-.= = (1) ) = /1 т . 't" " А (<р, л, ll, k) А7 . Ш-У '-7 .
Значения А 7 при построении карты сейсмической активности или /11' естественно было бы ПQЛУЧИТЬ определением по многим реализациям сейсмического поля. Однако мы имеем дело с одной-единственной реализацией и поэтому вынуждены находить необходимые параметры осреднением по времени, а иногда и по площади. На ЗaI{ОННОСТИ таких операций мы остановимся ниже, сейчас же заметим, что в качестве функции F будут использованы средние по времени.
Под ТОЧI{ОЙ , поля М (ep� л, h, ,k, t) 'будем понимать достаточно малыw объем /1ш = /1ер . /1Л · /1h · /1k в момент времени t. Величину /1Т дЛЯ точюr М (ер , л, h, k, t) найдем как промеЖУТОI{ времени между последовательными землетрясениями, происшедшими в объеме /1ш и разделенными моментом време�и t (так что момент времени t попадает внутрь промежутка /1Т). В приведенном ниже примере в качестве нормирующей функции возьмем
" />,.1\ ' F (ер , л , h , k) = />"То '
где /11\ - среднее по времени в объеме /1ш. В табл. 5 приведены исходные данные для проверки гипотезы I{вази
однородности группы глубоких землетрясений ПаМИРО-ГИНДУI{УШСКОЙ зоны. Кю{ видно из таблицы, 11 произвольных точек были ' передвинуты в HOBiIe положения с помощью вектора Р с компонентами '
� = 0� ,2 '1] = 00',2 � = 0 . , х = 1 ,; ='4 года
В качестве момента t мы взяли О ч,ас 1 июля 1956 г. К полученным выборкам /1Т* и /1Т'* дЛЯ проверки гиПотезы их принад
лежности к одной генеральной .совокупности был применен критерий Вилкоксона (см . , например, Ван-дер-Варден, 1960) . Подсчитав число JШверсий, нашли и --:- 86. Так кю{ обе выборки состоят РТ 1 1 элементов , то
- 1 U = T тnn = 60,5 , -
(j� = 72n ( тn + 12 + 1 ) = 232 ,
б1l. = 15',2 .
Здесь т и 12 - объемы 1 и 2-й выборок. Возьмем уровень значимости � = 5 %. Тогда крцтичеСI{ая область будет иметь границы и -< 30,7 ; и :> 90,3 .
Полученное значение и = 86 не попадает в критическую область, следовательно, гипотеза о принадлежности исследуемых выборок одной генеральной совокупности не отвергается и предположение о квазиоднородности сейсмического поля в исследованной области не .противоречит опытным данным. Итак, что же дает гипотеза квазиоднородности для исследований сейсмического режима?
28
Т а б л и ц а 5 Исходные данные для поовеРIШ гппотезы Iшазцоднородностп глуБОI\ИХ
зе�шетрясеiшii Памиро-ГцндуиушCIЮЙ ,30НЫ
I{оординаты исходной точии
д <р = 36°,8-360,9 /),,'}., = 70° ,7-70°,8 /)"Т! = 180-220 1 • • lt
д<р = 360,6-36°,7 , ,/),,'}., = 70° ,4-70°,5 ,Ы! = 160-200 1:.11
/),,<р = 36°,6-36° ,7 /),,'}., = 70°,7-70°,t> Ы! = 180-220 K.>It
д<р = 360 ,6-36°,7 /),,'}., = 69° ,,9-70°,0 Ы! = 180-220 l>.>It
/),,<р= 360,7-360,8 д'}., = 70°,6_70° ,7 Ы! = 180-220 I'.\t
./)"q> = 360,6-36°,7 /),,'}., = 70°,0-70°,1 Ы! = 11Ю-220 K.lt
/),,<р = 36°,8-36°,9 /)"" = 71 ° , 1-71 0 ,2 Ы! = 180-220 I><lt
./),,<р = 36°,6-360 ,7 ,/),, '}., == 70° ,5-700,6 ,Ы! = 160-200 K<lt
,/)"<р = 36° ,8-360,9 /),, ', = 7 1 °,2-71 °,3 Ы! = 180-220 K.>It
,/)"<р = 36°,5-360 ,6 /),,'}., = 70°,4-70°,5 Ы! = 160-200 К,М
/),,<р = 360 ,8-360 ,9 ./),,'}., = 70°,9-71 0 , 0 д !! = 1 70-210 1 • .>It
314 ,5 153 , 8 314 , 5
227 194 ,8 179
29 , 2 1t>2 , 6 24 , 6
141 , 4 292 ,2 74 ,2
" 1 11 , 3 171 ,9 99 , 5
243 , 6 126 , 2 296
157 365 , 2 66 , 1
224 , 7 153 , 8 224, 7
304 487 97 , 2
241 , 8 417 ,11 89
248 292 , 2 12t> , 7
Во всех случаях " = 11,
/),,<р = 37°,0-37° ,1 /),,'}., = 70°,9-71 °,0 Ы! = 130-220 I'<lt
/),,<р = 36° ,8-36°,9 /),,'}., = 70°,6-70°,7 /)"/! = 160-200 I,<lt
/)"q> = 360,8�360,9 /),,'}., = 70°,9-71°,0 Ы! = 180-220 K.>It
/),,<р = 36°,8-36°,9 /),,'}., = 71 °,1-71 °,2 Ы! = 180-220 K.>I'
/),,<р = 360,9-37° ,0 /),,'}., = 70°,8_70°,9 Ы! = 180-220 �<lt
/),,<р = 36°,8-36° ,9 /),,'}., = 70° ,2_70°,3 Ы! = 180-220 к.;!'
/),,<р = 37 0 ,0_37°,1 /),,'}., = 71 0 ,2-71 °,4 Ы! = 180-220 1>.>1'
/),,<р = 360,8-360,9 /),,'}., = 70°,7-700,8 Ы! = 160-200 K.>It
/),,<р = 370,0-37 0,1 /),,'}., = 710,4-710,5 Ы! = 180-220 IЩ
/),,<р = 360,7_360 ,13 /),,'}., = 70° ,6_70°,7 Ы! = 160-200 I • • \t
/),,<р = 37° ,0-370 , 1 /),,'}., = 710,1-71 °,2 Ы! = 170-210 1.,"
109 ,5 219 , 2 76 , 6
107 ,1 182 , 8 90
И6 64 , 5 348 , 6
1 92 115 , 3 256
307 , 5 121 ,8 336 , 7
224 ,5 156 , 6 220
503 , 3 243 ,5 317
93 , 8 73 , 1 197 , 5
639 ,5 43::3 ,4 224 ,1
1'1 1 , 1 243 , 5 70 , 0
481 , 7 1 121 , з 607
Во всех СЛУ'lаFIХ /, = 10,
Во-первых, для областей, одинаковой активности эта гипотеза будет ' -совпадать с предположением об однородности сейсмического поля в пространстве и времени, т. е. , в частности, с предположением о его стационарности. Далее, свойство квазиоднородности, если бы оно имело место, говорило бы о подобии статистической природы сейсмических явлений для совокупностей землетрясений на разных по aI{ТИВНОСТИ учаСТIШХ и в разных интервалах энергии.
29
Две СОВОI{УПНОСТИ землетрясений можно назвать подобными (ГаЙскиЙ. 1. 967в) , если, изменив масштаб времени одной из них, получим совокупности с одинаковой фушщией распределения. Значение установления подобия сейсмических явлений разного масштаба состоит, очевидно, в получении возможности переlIe'сения закономерностей, известных для одного класса или области землетрясений, на совоиупности других, особенно более редких сильных землетрясений.
у становив ивазиоднородность сейсмичеСI{ОГО поля и найдя соответствующие иоэффициенты подобия, можно судить о повторяемости сильных землетрясений с учетом наблюдений над слабыми землетрясениями.
Ввиду трудности проверии гипотезы квазиоднородности (из-за ограниченности материала) и важности установления свойств стационарности и подобия в дальнейшем мы больше внимания уделим npOBepI{e этих частных гипотез. Заметим, кстати, что выражениями «сейсмичесиий режим>} и «сейсмичесиое поле» мы пользуемся ию{ синонимами (вторым, если на первый план выступают пространственные закономерности) . -
Рассмотрим вопрос о стационарности сейсмичеСIШГО режима. ПровеРI{а гипотезы о стационарности сейсмического режима может быть осуществле-' на несиолькими путями:
1 ) сопоставлением распределения землетрясений во времени с I{акимлибо теоретичеСIШМ распределением и провериой соответствия всего 3I{спериментального материала этому распределению с фиисированными параметрами;
2) провеРIИЙ гипотезы о неизменности выборочных средних, дисперсий и I{орреляционной фушщии во времени;
3) сра�нением эмпиричесиих распределений в разные промежутии вре-14ени.
§ 2. СОПОСТАВЛЕНI1Е ЧАСТОТ ПОВТОРЯЕМОСТИ 3ЕМЛЕТ�ЯСЕНИй С ТЕОРЕТИЧЕСI{ИМИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯМИ ПУАССОНА И ПОйЯ
Rю{ уже отмечалось, распределение повторяемости землетрясений близко I{ распределению Пуассона. Рассмотрим ЭI{спериментальные распределения повторяемостей глуБОI{ИХ ПаМИРО-ГИIЩУI{УШСИИХ землетрясений различных энергетичеСI{ИХ I-шассов , относящихся I{ различным интервалам времени.
В таблицах 6 и 7 приведены распределения повторяемостей землетрясений 10 и Н-го илассов по пятидневным интервалам, OТI{yдa видно, что . повторяемости землетрясений 10 и Н-го илассов в пятидневных интервалах хорошо следуют зю{ону Пуассона. В обоих случаях при 5 % -ном уровне значимости "1.2 < "1.20 и, следовательно, эиспериментальное распределение неотличимо от теоретичеСI{ОГО . Заметим, что Iшадрат меры рассеяния повторяемости землетрясений R2 = 1 ,065 ,для землетрясений 1 О-го класса и R2
= 1 ,017 для землетрясений Н-го иласса. На рис. 15-17 приведено распределение повторяемости этих землетря
сений с k ;> 12 по пятидневным, двадцати- и тридцатипятисуточныiM интервалам. Rю{ видно из рисуш\ов, при двадцати суточных и особенно при тридцатипятисуточных интервалах выявляется заметное ОТIшонение эмпирических точеI{ от распределения Пуассона. Rю{ видно из табл . 8, I{ритерий "1.2 при 5 % -ном уровне значимости приводит к противоречию с гипотезой Пуассона.
Попробуем сопоставить наше эмпиричеСI{ое распределение с теоретичеСIШМ распределением Пойя (Eggenberger und Polya, 1923; Polya, 1930; Lundberg, 1940; Халъд, 1956) , I{OTOpOe может выразить эффеI{Т изменения условий в очаге путем изменения вероятности ВОЗНИЮIовения следующего землетрясения.
30
Т а б л и ц а 6
l'аСП}iеделение попторнемостей ГЛ)'БOIШХ землетрясениii 10-го I\Ласса ПаМИРО-ГИНДУI(УШСIЮЙ зоны по пятидневным промеЖУТI\ам
N
о i 2 3 4 5 6 7 8 9
10
и сравнение его с раснределением Пуассона
v р пр v - np
36 0 ,074 43 , 3 -7 , 3 134 0 , 1 93 1 1 2 , 5 -+-21 , 5 144 0 , 251 146 , 3 -2 ,3 114 0 , 217 126 , 6 -12 ,6
77 0 , 141 82 ;2 -5 ,2 47 0 , 074 42 , 8 +4 , 2 18' 0 ,032 1 8 , 5 -0 , 5
�) 13 0 , 018 9 , 9 + 3 , 1
(v - пр) 2 пр
1 , 23 4 , 1 1 0 , 04 1 , 26 0 , 33 О ,Lll 0 , 01
0 , 97
. С у м м.: а 583
N
() 1 2 3 !. 5 6
N = 2 , 6 . ,Число степеней свободы 1 = 8 - 2=6 .
При !3 = 5% x� = 12 , 6 .
Т а б л и ц а 7 Расщ>едеJlение чисел глуБОIШХ землетрясении 11 -1'0 I\Ласса ПаМИРО-ГИНДУI(УШСIЮЙ зоны но пятидневным нромеШУТIШМ
и сравнение его с распределением Пуассона
v р пр v - np
242 0 , 417 243 ,0 �.1 , 0 215 0 ,356 207 ,7 7 ,3
92 0 , 160 93 , 1. -1 , 4 27 0 ,01.7 27 ,4 - 0 ,11
�} 7 0 ,020 1 1 ,7 -4 ,7
I
(v - пр) 2 пр
0 ,0'1 0 , 26 0 ,02 0 , 01
1 , 89
С у м м а 583
N = O , 83. l =-= 5 - 2 = 3 при !3 = 5% x� =7 , 8. x2 < x� R2 = 1 , 017 .
Распределение Пойя, !{ак известно, имеет вид
P (N) , m (m + d) (m - 2d) + . . . + Im + (N - l ) d} 2:':.. + N
N! (1 + а) d
(28)
где т - среднее значение рассматриваемой случайной величины, в нашем случае т = JNJ, d = а2 - 1 - второй параметр этого распределения. т
31
Rю{ видно, d = R2 - 1 .
m + (! 2,389 Р2 = 2 (1 + d) Рl = 1 ,428 0 , 1 603 = 0 ,2682 ,
рз = т + 2d р'
-2,103 О ')682 - 0 2637 3 (1 + d) 2 - 2'142 ,.... - , ' ,
m+ 3d 1 ,817 О 6 6 Р4=. 4 (1 + cl) рз = 2,ь56 0 ,2637 = ,1 7 ,
Р5 = ;�1++4�) Р4 = �:�;; 0 , 1 676 = 0 ,0719 .
Р m + 5([ Р 1 ,245 О 0729 . О 0209 ' 6 =. 6 (1 + d) 5 = 4,284 ' = , . , Р7 = m + 5d Р 0 ,959 О 0209 0 0040 7 (1 + d) 6 = 4,998 ' = , .
Т а б л и ц а 8 Распределение чисе,1 глуБOIШХ зе�lЛетрясений с ' 1е ;;;. 12
ПаМИРО-ГИНДУI�УШCIЮЙ зоны по тридцаТИПЛТИСУТОЧНЫ�1 интервалш(
и его сравнение с распределение�1 Пуассона
N v
о 3 1 13 2 20 3 31 4 9 5 11 6 7 7 �
с у м м а I 83
р пр
0 ,069 5 , 7 О , 18� 15 , 3 O , 2�6 20 ,4 0 , 220 18 , 3 0 , 147 12 , 2 0 , 134 11 , 1
N = 2 , 67 · l = 4. x� = 9 , 5 при S = 5% , .
x2 > x�. Ю=О, 714
-2 ,7 -2 , 3 -· -0 , 4 1 2 ,7 --3 , 2 --4 , 1
I
(v - пр) 2 пр
1 , 28 0 , 35 0 ,01 8 , 82 0 , 8� 1 ,5 1
/ 12 , 81 = Х2
(29 )
Для 'распределения землетрясений с k ;;;;;. 12 по тридцатипятисуточным промеЖУТIЩМ имеем
32
т = N = 2,675,
d = 0,714 - 1 = -0,286, 1 Р о --: ---rn- 1 = о 7149,355 = (j 0428 2,675 ' "
(1 + d)d 0,714 0 ,286
m 2,675 Рl = 1 + d Ро = U,714 0 ,0428 = 0 , 1603.
Результаты приведенных расчетов суммированы в табл. 9 .
!l,1i
Рис. 15 . Распределение повто-рнемости землетрнсений с k > !l,4 >12 по llНтидневным интерва-лам. Сплошнан криван - рас-
пределение Пуассона
2 Н
Из таблицы видно, что распределение Пойя лучше подходит к данному экспериментальному распределению.
На рис. 17 экспериментальное распределение для этого случая сопоставлено IШI{ с распределением Пуассона, так и ПоЙя.
Вспомним модель процесса, приводящую к распределению ПоЙя. Из урны, содержащей Lp белых и L (1 - р) черных шаров, производится серия их извлечений, но вместоIвозвращения вынутого шара , нак в схеме независимых испытаний, в урну помещают 1 + Lp шаров такого же цвета,
,,'/п о
!l,2
(j " J N
Рис. 16. Распределение повторяемостей землетрясений с k > 1 2 по двадцатисуточным промешуткам. Сплошная линия - распределение
Пуассона
v/п о
0,2
(J L---'----'---""-� 2 4 5 N
Рис. 17 . Распределение повторяемостей землетрясений с k > 12 по тридцатиllНТИСУточным интервалам. Сплошная кривая - распределение Пуассона, пую{тирная - распреде-
ление Пойн
что и вынутый при даннрм испытании. Если при l попытках мы извлекли л белых шаров , то в урне будет Lp + лL� белых и L (1 - р) + (l - л) L� черных шаров и вероятность вынуть белый шар при ( l + 1)-м испытании будет равна
Lр + лLS р + лS L + Щ3 = 1 + lS . (30)
Если � > О, вероятность того , что будет извлечен шар того же цвета, увеличивается. При � < о эта вероятность уменьшается. При � . о имеем 'схему независимых испытаний.
3 в. н. ГаЙСI<ИЙ 33
Т а б л и ц а 9 Сравнение распределения чисел глубоких ПаМИРО-ГИНДУI,ymСIШХ землетрясеiшй при Те ;> 12 с теоретическим распределением Поiiя
N р пр v - np
о 3 0 , 043 3 , 6 -0 ,6 1 13 0 , 160 1 3 , 3 -0 , 3 2 20 0 ,268 22 , 2 -2 , 2 3 31 0 , 264 21 , 9 9 , 1 !� 9 0 , 168 1 3 , 9 -4 , 9 5 Н 7 6 0 ,097 8 ,0 -1 , 0 7
с у м м а I 83
Z = 6 - 3 = 3 x� = 7 , 80 при � = 5 % . x2 < x�·
(v - пр) 2 пр
0 , 10 0 ,01 0 , 22 3 , 78 1 , 72
0 , 12
5 , 95 = х2
Вероятность и�влечения N белых шаров при n испытаниях равна
cN _ Р (Р + �) · · · rр + (N - 1 ) �J q (q + �) · · · rq + (n - N - 1) [ЗJ . (31) n - 1 ( 1 + [3) . . . [ 1 + (n - 1 ) [3} ' где q = 1 - р .
Предельный переход осуществляют, устремляя n -+ 00. При этом обычно предполагают, что
Нт пр = т, Нт n� = Ьm. (32) n-).СО
В этом случае будем иметь
P (N) = (1 �nbm )N ( 1 + ь) · · · [�t(N - 1) ыI ( 1 + bm)-l/b. (33)
Отсюда легко найти, что м [N] = m, (34)
D [N] = т (1 + Ьm) .
Сравнивая с (28) и (29) , видим, что d = Ьm
или R2 = 1 + Ьm. (35)
Если частоты землtjтрясений подчиняются-закону (33) , то УIшонение квадрата меры рассеяния повторяемости землетрясений от единицы определяется величиной параметра связи между событиями Ь. Кроме того, R зависит от величины интервала, для i{OTOPOrO подсчитыва'ются повторяе-мости землетрясений. .
Если Ь = О, т. е . связь между событиями отсутствует, то распределение Пойя; как легко видеть, превращается в распределение Пуассона
М [N] = т, D [N] = т, R2 = 1 . (36) Обратим внимание на значения величины R2, полученные для разных интервалов группирования наблюдений �t над землетрясениями рассмотрен-34
Т а б л и ц а 10 Значения В2 для землетрясении разных Iшассов и СООТВ�ТСТВУIOщие им значения
средних :цовторяемостеii N !1t, суто>;
k 5 10 20 35 , N I R2 N I N I N I R2 R2 R2
--
10 2 , 6 1 , 06±0 , 07 5 ,2 0 , 99±0 , 09 1 0 , 4 1 , 02±0 , 12 11 0 , 9 1 , 02±0 ,08 1 , 8 1 , 08±0 ,10 3 , 5 1 , 19.±0 , 1 5 1 2 0 , 4 0 , 92±0 ,08 0 ,8 0 , 84±0 , 09 1 , 5 0 , 84±0 , 1 1 2 , 7 0 ,71±0 , 12
ных Iшассов (см. табл. 10). Средние квадратичные отклонения (JR рас-считаны по формуле, полученной из формулы (16) . .
Из формулы (35) и табл. 10 можно сделать вывод; что ОТIшонения от закона Пуассона наиболее заметны при больших N, приходящихся на данный интервал /),t.
Для землетрясений 10 и 1 1-го Iшассов отклонения от закона Пуассона, если судить по R2 И аю, находятся в пределах случайных ошиБОI{, в то время как для k >- 12 совокупность землетрясений подчиняется луqше распределению ПоЙя. СлеДQвательно, совокупность землетрясений Памиро-Гиндукушской зоны с промежуточной глубиной очага за 8-летний период можно описать одной формулой распределения с фиксированными параметрами. Это не противоречит предположению о стационарности сейсмического режима.
Может ВОЗНИIшуть вопрос: в чем причина следования землетрясений распределению Пойя - в наличии ли связи между ними или в изменении во времени параметра распределения Пуассона (как известно, можно двояким способом истолковать это распределение) ? К этому вопросу мы еще вернемся.
§ 3 . ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСТОЯНСТВА ВЫБОРОЧНЫХ СРЕДНИХ, ДИСПЕРСИй И Н:ОРРЕЛЯЦИОННОй ФУНН:ЦИИ
Методика установления стационарности. сейсмического режима сравнением эмпирического распределения частот с I{аКИМ'-либо теоретичеСI{ИМ распределением обладает одним существенным недостатком: при сравнении не учитывается расположение событий во времени и при слабой изменчивости процесса (<тренда», числа землетрясений, можно не заметить . Поэтому целесообразен путь, примененный, например , Вере-Джонсом, Тарновским и Эйби (Vere-J ones, Turnovsky and Eiby, 1 964) , I{OTOpble строили прямые регрессии между полугодовым числом землетрясений района и временем. Кстати, в их исследовании лишь для глубоких землетрясений (h > 100 �t) линия регрессии имеет существенно отличный от нуля угловой коэффициент. Однако и для совокупности глубоких землетрясений систематическое изменение числа землетрясений во времени, возможно, связано с особенностями обработки или. классификации землетрясений в первый период (1942-1949 гг . ) . Действительно, табл. 1 УПО1!ЯНУТОЙ работы выглядит, как табл. 1 1 .
Однородность материала qохранялась выделением совокупностей землетрясений, ОДИНЮ{ОВО хорошо записываемых на п,ротяжении 20-летнего периода. ОДНЮ{О если попытаться построить графики повторяемости отдельно за l{юкдый из трех периодов, то заметим, что наклон для первого периода меньше, чем для остальных двух: Возможно, это связано с недобором числа
з* 35
Т а б л и ц а 1 1
Числа глуБОI\ИХ ТОЛЧIЮВ различных : магнитуд дЛЯ НОВQЙ Зеландии, по Вере-Джонсу и др. (1964)
Интервалы М
4 , 5 � M < 5 5 � M < 5 ,5
5 ,5 � M
Период наблюдений
1942-1949 гг. \ 191'9-1954 гг. I 1954-19G1 гг.
25 29 18
65 40 21
96 40 27
землетрясений с М < 5 в эти годы. Следует также упомянуть, что для землетрясений в Новой Зеландии, I{ar{ отмечают авторы, характерно наличие группирования землетрясений и у глубоких толчков .
Для глуБОIШХ ПаМИРО-ГИНДУI{УШСIШХ землетрясений вместо построения линии регрессии мы решили воспользоваться критерием Аббе, который используется иногда для установления наличия «трендю} в ряде наблюдений (Линник, 1962) . Критерий Аббе служит для проверни гипотезы об отсутствии систематичесного сдвига в наблюдениях Х1 , ·Х2 , • • • , Хn, т . е . гипотезы, что
.и
м (Xi) = а (i = 1 , 2, . . . , n) .
Критерий состоит в сравнении выражений 11-1
q2 = 2 (n�1 ) � (Xi+1 - Xi)2 �=l
n 82 = n 1 1
� (xi - Х)2 . i=l
Если из выражен�'й (38) и (3�) составить частное n-l � (Xi+1 - Xi)2 q2 i=l r = 82 = --'-n-----2 � (Xi - х)2
i=l
(37)
(38)
(39)
(40)
то при условии, что Xi распределены нормально, будем иметь при n > 20 также приближенно нормальное распределение величины r с параметрами
М (r) = 1 ,
D (r) = n � 1 (1 - n 1 1) ' (41 )
Если имеет место систематичесний сдвиг М (Хд, то очевидно, что 82 будет намного больше, чем q2.
В табл. 1 ,Приложения приведены заимствованные из книги ЛИННИI{а значения r р, тание, что вероятности
Р (r -< rp) = Р. Если обнаружится, что для наблюдений Х1, Х2, • • • , Хn будет r < r р;
то такое событие в случае верности гипотезы М (Xi) = а имело бы вероятность, меньшую Р, и поэтому рассматриваемая гипотеза отвергается. Если
36
27 33 26 20. 28 20. 17 24 22 25 1 8 24 27 21 31 22 1 9 20. 25 18 28 18 29 26 25 33 20. 31 24 20. 23 26 22 21 28 19 19 27 19 25 31 34 25 23 21 33 18 23 26 22
Т а б л и ц а 12 30-дневные частоты глуБОIШХ ПаМИРО-ГИНДУI�СIШХ 'зе�lЛетрясениii
и вычисления ДЛЯ I�ритерил Аббе
� ; ' 4 16 17 -6 36 -.5 25 10. 10.0.. 6 . .36 17 -6 36 О. 0. ;
3 9 ...... 7 49 18 -5 25 1 1 ;.-3 9 �6 36 17 �6 36 -1 1
5 25 8 6i 3 1 8 64 14 196 �3 9 .,-8 64 20. , -3 9 -11 121 -6 36 - 3 9 17 -6 36 -3 9
1 1 7 49 15 -8 64 -2 4 -1 1 · -2 ' 4 16 ;-7 49 1 1
2 4 3 9 12 .:......'11 121 -4 16 ;--- 5 25 -7 49 3О 7 49 3 9
1 1 6 36 28 5 25 -2 4 4 16 3 9 26 3 9 - 2 4
...::..2 4 -6 36 27 '1 16 1 1 8 64 10. 10.0. �2 -1 1 -5 25
-1 1 _9 81 23 О. О. 1 1 -4 16 -;;3 9 25 2 4 2 4 �3 9 1 1 23 О. О. -2 4
2 4 5 25 28 5 25 5 25 -5 25 - 7 49 3О 7 49 2 4
5 25 10. 10.0. 16 ;--7 49 -14 196 ;---5 25 -10 10.0. 21 -2 4 -1 1
6 36 1 1 121 24 1 1 3 9 3 9 0-"3 9 �4 1 1 О. О. 2 4 - 1 1 16 -7 49 -8 64
10. 10.0. 8 64 22 � 1 1 6 36 - 3 9 1-13 169 23 О. О. 1 1
8 64 1 1 121 21 -2 4 -2 4 1 1 -1 49 17 ·-6 3 6 -4 16
...... 3 9 --;i 16 25 2 4 8 64 О. О. 3 9 26 3 9 1 1 3 9 3 9 21 --;2 4 -5 25
--- 1 1 -4 16 14 �9 81 2 4 -2 4 - 1 1 18 �5 25 4 16
5 �5 7 49 26 3 9 8 64 -4 16 -9 81 3О 7 49 4 16 -4 16 О. О. 18 --;5 25 --12 144
4 16 8 64 31 8 64 13 169 -4 16 -8 64 17 0--- 6 36 -14 196
2 4 6 36 22 � ,1 1 5 25 8 64 6 36 26 3 9 5 25
1 1 121 3 9 28 5 25 2 4 2 4 -9 81 26 5 9 -2 4 О. О. -2 4 16 �7 49 -10. 10.0.
>-2 4 '-2 4 23 О. О 7 49 10. 10.0. 12 144 1 1 -12 144 -12 144
;---5 25 >-15 225 32 9 81 21 441 О. О. 5 25 3 9 3 9 х =23 1:е2 = 1:62 =
":""'1 1 -4 16 =2525 =4627 I
же r > r р, то можно допустить, что наши наблюдения не содержат систе�атического сдвига математических ожиданий. Заметим, что при n > 60
1 V n - 2 ир rp ':::::' + ир (n -1) (n + 1) � 1 + -У n + 1 (42)
где u р - р %-ная Iшантиль нормального распределения с математичеСIШМ ожиданием, равным нулю, и единичной дисперсией.
В табл. 12 приведены 30-дневные значения чисел глубоких землетрясений Памиро-Гиндукушской зоны с k > 10. Из табл. 12 имеем:
n-l
2: (Xi+1 - Xi)2 = 4627 , (=1
n 2: (Xi - х)2 = 2525, n = 97 . i=l
(43)
Отсюда 4627
r = 5050 = 0 ,916 .
При 5 %-ном уровне значимости rp = О,ВО4 r > rp•
Можно считать, что систематический сдвиг отсутствует. Сопоставим дисперсии месячных чисел землетрясений за два разных
срока. Используем для этого критерий Р, основанный на рассмотрении 2 2 -
дисперсного отношения F = Sl/S2 (Ван-дер-Варден, 1960, или Хальд, 1956) . Применение критерия F возможно в случае нормального распределения исследуемых величин. Месячные числа землетрясений можно считать распределенными приблизительно нормально , так кю{ при больших N распределение Пуассона мало отличается от нормального. Если взять первую половину месячных чисел землетрясений И3 табл. 12, то получим (S2 - выборочная дисперсия)
s� = 21 , 6 , s� = 27 ,В, F = 1 ,29.
При 5 %-ном уровне Ро•О5 = 1 ,61 . Следовательно, разница выборочных дисперсий не значима.
38
о о о о # �- O - 09- - - ��� � - - -�-- � - - - - - �� - - - - � - - -
/
о о о # �-nО --�- - - -�- ��- ---'- - - - ..>!. _ _ _ -0-2-2 _ _ _ _ _ _ _ 0_
IfJ lfJ .JfJ t
Рис. 18. Корреляционные фУНI{ции месячных чисел землетрясений с k ;;;' 10 . Пунктир -граница средних Iшадратич-
ных отклонений а - первая часть периода наблю
дeHий; б - вторая часть период а
�г---------------------, / t1 !f
�----o�;;;,-;-----�-� J.to- -o- _ _ _ ,,- _ _
q !(j fJ /() 2fJ . t
Рис . 19 . Корреляционные фУНКЦИИ месячных чисел землетрясений с lc > 12
а - первая часть периода наблюдений; б - вторая часть
Перейдем к рассмотрению корреляц:цонных фующий. На рис. 18-19 представлены корреляционны� функции числа землетрясений с k :> 1 0 и k :> 12, наиболее сильных землетрясений, для которых ·существует еще достаточно большой (по числу землетрясений) ряд наблюдений за два неперекрывающихся срока. Как видно из рисунков, все четыре корреляционные функции неотличимы друг от друга и от корреляционных функций случайного (белого) шума.
Таким образом, исслер';ование средних дисперсий и корреляционных функций показывает, что имеющийся в нашем распоряжении ЭJ{спериментальный материал о землетрясениях ПаМИРО-ГИНДУI{УШCI{ОЙ зоны с промежуточной глубиной очага не противоречит предположению о стационарности сейсмического режима.
§ 4. СРАВНЕНИЕ ВЫБОРОК ИЗ ГЕНЕРАЛЫIOЙ СОВОКУПНОСТИ, относящихея К РАЗНЫМ ОТРЕЗКАМ ВРЕМЕН И
Используем третий возможный способ провеРI{И стационарности: сопоставим :жспериментальные .распределения промежутков времени между землетрясениями, относящиеся к разным интервалам времени. Применим критерий Смирнова о принадлежности двух выборок одной и той же генеральной совокупности.
Ню{ известно (Ван-дер-Варден, 1 960) , если мы имеем эмпирические функции распределения Fg (t) и G" (t) , где g и h указывают объем выборок,
то вероятность события D < л V� + � при больших g и h равна g '!
где
со � (- 1 ) 1' e-2k'Л' , 1.=-00
D = sup J Fg (t ) - G,, ( t) l . -00 < t < +00
. (44)
Для практических целей из ряда (44) берут лишь члены при К = 0,1 и - 1 , и для уровня значимости � имеют
D� = у - � ln � -v � + � . Для � = 5 % , в частности, имеем
V1 1 DO,05 = 1 ,22 g + т .
(45)
39
TaR RЮ{ сравнение промеЖУТRОВ времени между глуБОRИМИ землетрясениями наиболее многочисленн()го 3-го Rласса по ШI{але Бунэ за 1956-1959 гг. обнаруживаЛО , ОТRлонение от ПОRазательного зю{она распределения (ГаЙСI;\ИЙ, Бильман, 1962) , мы проверили стационарность для 10-го Rласса по используемой в настоящей работе ШRале Раутиан (соответствующего примерно 3-му Rлассу по ШRале Бунэ) .
Взяв за F (t) эмпиричеСRую фУНRЦИЮ распределения промеЖУТRОВ времени между последовательными землетрясениями 10-го Rласса за 1956-1959 гг. , а за G (t) - за 1960-1963 ГГ. , найдем
DO•05 = 1 ,22 -v 7�4 + 7�8 = 0 ,064.
Эти эмпиричеСRие фУНRЦИИ распределения изображены на рис. 20. Rю{ видно из РИСУНRа, D = 0,03. ИтаR, D < DO•o5 , следовательно, расхождение между фУНRЦИЯМИ F и G не значимо.
Исследуем еще распределение промеЖУТRОВ времени между землетрясениями с k ;;;;' 12.
Возьмем 200 промеЖУТRОВ времени между землетрясениями 12-го Rласса и выше, происшедшими с 12 января 1953 г. по 8 февраля 1960 г. (первая выБОРRа) и 121 промеЖУТОR времени между землетрясениями, происшедшими с 8 февраля 1960 г. по 6 июня 1964 г. (вторая выБОРRа) .
В табл. 13 и 14 приведены вариационные ряды для этих выБОРОI{ , а на рис. 21 - соответствующие эмпиричеСRие фУНRЦИИ распределения. RaR видно из рис. 21 , мю{симальное р'асхождение между ЭI{спериментальными ФУНI{ЦИЯМИ D = 0,037.
По формуле (45) ДЛЯ 5 %-ного уровня значимости имеем
DO •05 = 1 ,22 У 2�0 + 1�1 ' 0,14.
т а б л и ц а 13
Вариационный ряд промежутиов времени (В сутиах) мешду последовательньпIИ землетрясеjшя�IИ с Те :> 12 с 12 �нваря 1953 г.
по 8 февраля 1960 г.
1 0 , 1 1 , 5 3 , 2 5 , 3 7 ,0 9 , 7 1 2 , 9 15 , 9 20 , 5 27 ,0 2 0 , 2 1 , 5 . 3 ,6 5 ,4 7 , 1 10 ,0 13 ,0 16 , 2 20 ,6 28 , 3 3 0 , 3 1 ,6 3 , 6 5 , 6 7 , 1 10 ,0 13 , 2 16 , 3 20 , 7 28 ,'4 4 0 ,3 1 ,7 3 , 7 5 , 7 7 ,2 10 , 1 13 ,3 16 , 8 20 ,7 28 ,4 5 0 ,4 1 , 7 3 ,7 5 , 8 7 , 5 10 ,2 1 3 , 7 1 7 , 5 20 , 8 29 , 5 6 .0 ,4 1 , 7 3 , 9 5 , 8 7 , 6 10 , 5 1 3 , 8 17 , 8 20 , 9 30 , 3 7 0 , 4 1 ,9 4 , 1 5 ,8 7 , 7 10 , 5 13 , 8 17 , 8 21 , 5 30 , 3 8 0 , 5 1 ,9 4 , 1 5 , 8 7 ,9 1 0 , 5 1 4 , 0 17 , 8 2 1. , 8 3 1 , 3 9 0 ,6 1 ,9 4 , 3 6 , 1 8 , 0 1 0 , 7 14 ,0 17 , 8 22 , 1 31 , 7
10 0 , 7 2 ,0 4 ,5 6 , ..2 8 , 1 10 , 8 14 ,2 18 ,0 22 , 2 , 32 , 6 1 1 0 , 8 2 , 1 4 , 5 6 ,2 8 , 1 10 , 8 14 ,4 18 ,2 22 , 2 34 ,2 12 0 , 9 2 , 3 4 , 5 6 ,2 8 , 2 1 1 , 1 14 , 5 18 ,4 22 , 2 35 ,7 13 0 ,9 2 , 4 4 ,5 6 , 3 8 , 3 1 1 , 7 14 ,6 18 ,5 22 , 9 36 , 2
, t4 1 ,0 2 ,4 4 ,5 6 , 4 8 , 3 11 , 8 1!1 , 7 1 8 , 9 23 , 5 37 , 4 1 5 1 ,0 2 ,6 4 ,6 6 , 5 8 ,6 1 1 . 9 14 , 7 19 , 0 23 , 6 40 , 1 16 1 , 3 2 ,6 4 , 8 6 ,6 8 , 7 1 2 , 2 14 , 8 19 ,2 23 , 7 42 , 1 17 1 , 3 2 ,7 4 , 8 6 , 8 9 , 2 1 2 , 2 1 4 , 9 1 9 , 3 25 , 6 44 , 1 1 8 1 ,,3 2 , 7 4 , ,9 6 ,9 9 , 2 12 , 5 1 5 , 0 19 , 4 26 , 0 44 ,6-19 1 , 4 2 , 8 5 , 0 6 , 9 9 , 5 12 , 5 15 , 3 19 ,7 26 , 5 68 ,6 20 1 ,5 3 , 0 5 , 2 6 ,9 9 ,6 1 2 , 8 1 5 . 5 20 , 2 26 , 8 81 ,3
40
Т а б л и ц а 1 4
Вариационный ряд промеЖУТI,QВ времени ( в СУТl\ах) между последовательными землеТРяСеНИЯМИ с Те >- 1 2
с 8 февраля 1960 г . п о 6 июня 1964 г.
1 0 , 0 2 , 5 5 , 6 8 , 7 1 5 , 2 24 ,0 2 0 , 0 2 , 5 5 ,6 9 , 4 1 5 , 2 25 ,3 3 0 , 2 2 , 5 5 , 6 10 ,9 1 5 , 8 25 ,6 4 0 , 2 3 , 0 6 , 2 11 ,4 16 , 3 25 , 7 5 0 ,4 3 , 3 6 , 3 1 1 , 5 16 , 5 26 , 7 6 0 , 8 3 , 5 6 , 5 1 1 , 5 16 ,9 2.7 , 0 7 0 , 8 3 , 7 7 , 0 11 ,9 1 7 , 4 27 , 8 8 1 , 0 3 , 8 7 , 1 1 1 ,9 1 7 , 8 27 ,8 9 1 , 1 3 , 8 7 , 5 12 , 1 1 8 , 4 28 , 3
1 0 1 , 2 4 , 1 7 , 5 12 , 2 18 ,9 29 ,8 11 1 , 3 4 , 1 7 , 5 1 2 ; 4 19 , 0 30 , 1 12 1 , 5 4 , 2 7 , 7 1 2 , 6 19 , 5 30 , 5 1 3 1 , 5 4 , 2 7 , 7 13 , 1 1 9 , 7 33 , 2 .1/1 1 , 6 4 , 4 7 , 7 13 , 7 1 9 , 7 35 , 2 1 5 1 ,8 11 ; 7 7 , 8 14 , 2 20 , 0 35 ,4 16 1 , 8 4 , 8 8 , 2 14 , 5 20 ,2 39 , 7 17 2 , 1 1[ ,8 8 , 3 111 , 8 20 ,9 39 , 7 18 2 , 1 5 , 0 8 , 3 14 ,8 21 , 6 40 , 7 1 9 2 , 3 5 , 4 8 , 5 . 1 5 , 0 23 ,0 47 ,2 20 2 , 3 5 , 5 8 , 6 15 , 2 23 , 7 48 , 2
55 ,9
Так кю{ D < DO•05' .расхождение между фушщиями распределения нужно признать не значимым. В настоящем параграфе сравнивались раз-ные выборки, отличающиеся как по объему, так и по величине энергии рассматриваемых землетрясений.
.
Как видно из приведенного материала, сейсмический режим в области глубоких землетрясений Памиро-Гиндукушской зоны можно рассматри-вать как стационарный. Здесь следует сделать два замечания. Во-первых. мы применяли термин стационарность сейсмического режима, не говоря.
F(M) G(A t) I г
• I 0 2
Рис. 20. СраЕнение эмпиричеCIШХ фУНIщий распределения проыежутков вреыени !'!.t (В часах) ыежду последовательными зеылетрясенияыи
с k = 10 1 - 1956-1959 ГГ. ; 2 - 1960-1963 ГГ.
4t
F(l1t) &(l1 t) !
§ �------mL-------2LО-------J.��-------��О�J�t Рис. 2 1 . Сравнение эыпирических функций распределения пр омежутко в вреыени ыежду землетрясениями с k ;:;:-. 12 (tJ.t в сутках)
за два неперекрывающихся срока
в узком или ШИРОIШМ смысле мы понимаем это понятие. Для стоящих в настоящее время перед сейсмологией задач вполне достаточно определение стационарности в широком смысле, т. е. достаточно постоянства математического ожидания, дисперсии и зависимости коэффициента корреляции лишь от разности моментов времени (в отличие от стационарности в узком смысле, I{огда предполагается постоянство функций распределения) .
Во-вторых, мы проверили на ряде частных случаев гипотезу стационарности сейсмического режима. Очевидно , мы не можем доказать стационарность режима за пределами проверяемых интервалов времени и должны рассматриваТЬ,ее как правдоподобную гипотезу, IШТОРую целесообразно использовать на праКТИI{е. R этому вопросу мы еще вернемся при рас·смотрении IШрОВЫХ землетрясений.
§ 5. О ПОДОБИИ СОВОИУПНОСТЕй 3ЕМЛЕТРЯСЕНИй , ОТЛИЧАIOЩИХСЯ П О ЭНЕРГИИ И ПОЛОЖЕНИЮ ЭПИЦЕНТРОВ
Представление о подобии сейсмичеСIШХ явлений было ВЫСlшзано С. Л. и О. Н. Соловьевыми (1962) применительно к явлению сопровождения сильных землетрясений афтершоками. Авторы исследовали распределение землетрясений по числу последующих толчков для различных районов земного шара. Для двух совокупностей землетрясений - землетрясений всего земного шара с магнитудой М = 7 ± 1/4 и землетрясений Камчатки и I\yрильских островов С М = 6 ± 1/4 они обнаружили, что параметр показательного распределения, которому приближенно подчиняются совокупности повторных толчков , одинаков. «Это можно объяснить тем, - пишут .авторы статьи, - что процесс ВОЗНИЮIовения последующих ТОЛЧI{ОВ подчиняется закону подобия: во сколько увеличивается энергия землетрясения, во столько же увеличивается и энергия всех его последующих толч:ков , так что число их с энергией, логарифм которой отличается не более, чем на некоторое фиксированное число от логарифма энергии основного землетрясения, остается неизменным>}. Свойство подобия сейсмических явлений, если его наличие можно было бы показать для ШИРОIШГО класса признаков, имело бы существенное значение для исследования всех сторон -сейсмического процесса. Выше мы сформулировали признак подобия, относящийся к функции распределения землетрясений во времени. Этот
42
.F(4 tj G(4t) I
.е
l�
• о
. 1 '
о Z
4�--------�----------�----------�--� Яl I{/{/ l,f{/ � t
Рис. 22 . Сравнение эмпиричеCIШХ фУНIЩИЙ распределения проыеЖУТI<ОВ времени между последовательными зеылетрясениями 10
и 11 I{лассов 1 - k = 1 0 ; 2 - k = 1 1
:llризнак может быть применен и для совокупностей коровых землетрясений, .зачастую сопровождающихся афтершоками и группирующихся (см. подробнее главу IV) .
, Весьма ценным было бы также обнаружение подобия в механизме и · спектрах очагов землетрясений разной величины, что придало бы физический смысл представлениям о подобии в распределении землетрясений во времени.
Рассмотрим с помощью I{ритерия Смирнова гипотезу о подобии сов ОКУПцостей глуБОIШХ землетрясений 10 , 1 1 , 12-го Iшассов и землетрясений с k :> 13, относящихся КО всей ПаМИРО-ГИНДУКУШСI{QЙ зоне . На рис . 22-24 изображены эмпиричеСlше функции распределения промежутков времени между землетрясениями указанных Iшассов, приведенные к одному и 'тому же масштабу времени, соответствующему промеЖУТI{ам времени
F(A t) C/A t) / о • о о· о 00
0 ., 0 (JI о о •
�o • о ..
� t ·
ао �
/J,.f � �
� • 1 � о Z
• о I!
51! !о() /,f(} ..1 t
Рис. �3. Сравнение эмпиричеСI{ИХ фУНIЩИЙ распределения проыеЖУТI<ОВ вреыени между последовательными зеылетрясенияыи 10
и 12 I{лассов . 1 - k _ 10; 2 - k = 1 2
43
F(i1tj C(l1t) I г-
о о • о
• • о о о
о · о •
• о • о о
о о о
о о � ..E - -• \>-о о � •
• • • о о о
• I о 2
§ L-------
--5.�О--�-----j,��§----------I5iLо-----д-t-J
Рис. 24. Сравнение Эl'.ширичеCIШХ функций распределения промежутков времени между последовательными землетрясениями
с k =10 и k > 13
1 - k = 1 0 ; 2 - k :;> 1 3
между землетрясениями 10-го класса. Для совокупностей землетрясений 10 и 11 -го классов (рис. 22) максимальное расстояние между кривыми D n = 0,03. В то же время при 5 %-ном уровне значимости DO,05 = 0,062. Следовательно, расхождение между кривыми не значим о и предположение о подобии землетрясений 10 и 11-го классов не противоречит взятым опытным данным. ДЛЯ I{РИВЫХ распределения землетрясений 10 и 12-го классов D n = 0,035, DО•ОБ = 0,085 и расхождение опять ОI{азывается не значимым (рис. 23) . Аналогично, для землетрясений 10 и 13-го классов (рис. 24) D n = 0,12 , DO,05 = 0, 137 и, хотя расхождение между I{РИВЫМИ при 5 %-ном уровне значимости мы должны признать несущественным, D n и D 0,05 В э:rом случае Оlшзались более БЛИЗI{ИМИ, чем ранее.
Итю{ , предположение о подобии СОВОI{упностей глубоких Памиро-Гиндукушских землетрясений, разных по энергии, не противоречит рассмотренным опытным данным. Приведем данные о подобии совокупностей землетрясений, относящихся к разным по активности (и местоположению) участкам · зоны. В табл. 15-16 приведены результаты такой проверки с помощью l{ритерия Вишщксона.
Табл. 15 дает исходный материал для проверки подобия сейсмичеСI{ОГО процесса в следующих объемах:
I. <р = 370, 1 + 370,3 л, = 71 0 ,1 + 7103 , h = 80 + 180 I>.lft k = 10 t = 1. I 1956-31.VIl 1960 г.
Число инверсий и = 124.
п. qJ = 36°,5 + :16° ,7 "- = 71°,2 + 71 0 ,4 '� = 80 + 180 ".1ft k = 10 t = 1. I 1956-31. ХII 1960 г.
При объемах выБОРОI{ n = 19 и т = 14 найдем й = 133 , ()u = 27 . Для 5 %-ного уровня значимости l{ритическая область будет иметь гра
ницы: и < 80, и ;;> 186. Полученное значение и = 124 лежит вне I{ритической области, подтверждая подобие исследуемых совокупностей.
В табл. 1 6 приведены результаты исследования подобия для 11 пар разных выборок землетрясений. I{aK видно, данные свидетельствуют в пользу подобия совокупностей глубоких землетрясений разной величины или землетрясений, относящихся к разным участкам зоны.
44
Т а б л и ц а �5
СЦПСОI( ЭППl�ентр'ОВ землетрясений, использованных 'для провеРIШ подобия сеiiС�lИчеCIЮГО процесса в двух эле�lентарных объе�IaХ при Те = 10
Ноординаты Ноординаты Времн, Bp.e�lН,
Дата час', � ... ttи·(. I 1!, ,,�. Дата час, .лtН,?i I Т!, " .. , qJ ').., qJ ')..,
П е р в а я в ы б о р к а В т о р а я в ы б о р к а 1956 г . 1956 г . 27. Ш 06 ,22 37�2 71�3 90 18.II 01 ,48 36�6 71�2 110 30.Ш 23 , 26 37�2 71�3 150 12.IV 09 , 04 36� 6 71�2 130 31 . III 19 ,03 37�'3 71�2 100 23.УI I I 17 ,08 36� 6 71�3 100
195'1 г . 30.IX 20 ,35 36�5 71�3 1 10
37� 2 71 � 1 20.ХI I 10 , 1 8 36� 6 71�2 100
12 . 1 1 00 , 58 80 18.IX 06 ,32 37� 1 7 '1 �1 180 1957 г .
5.х 20 ,45 37�2 71�3 80 23.11 20 , 34 36�6 71�3 90 13 .Х 18 , 1 1 37� 1 71�3 180 1958 г.
.20.ХI 1 5 /14 37�2 71�2 90 3.1 36�6 71�3 14 , 32 80 1958 г . 15 . 1 17 , 02 36� 6 71�4 90
28.1 1 07 , 1 8 37� 1 7t� 1 80 8 .11 1 9 , 20 36� 6 71 � 2 110 22.111 22 , 36 37� 2 71�1 80 3.УI I I 1 9 , 22 36�5 71�3 1 20
З.VII I 08 , 32 37�1 71�1 80 7 .IX 04 ,41 36�5 71�4 80 19.IX 11 , 28 37�2 71�2 80 8.Х 06 , 55 36�6 71�3 100
1959 г. 1959 г. 5.Ш 14 , 55 37�2 71�3 160 31.УIII 1 1 , 50 36�5 71�3 100
2.УII 15 ,03 37�1 7 1 � 1 80 9.IX 09 , 38 36�5 71�3 80 ЗО.VII 1 4 , 22 37�1 7 1 � 3 180 22.ХI 14 , 35 36�5 71�2 80 1 .УIII 17 , 37 37�1 71�3 180
1960 г . 9 . I I 08 , 22 37� 3 71�3 90
2 1 . 1 1 05 , 22 37� 2 71�1 90 23.I I I 13 ,06 37�3 71�3 100
29 .У 04 ,47 37�2 71�3 90
Приведем аналогичные данные для норовых землетрясений, осложнен.ных группированием. Для исследования мы взяли совокупность из 58 нормальных землетрясений ТаДЖИIшстана с k :> 14 за 1923-1964 гг. и сопоставили закон распределения промежутков времени для нее с такими же .законами для совокупности землетрясений с k :> 7 небольшой области Южно-Тяньшанской зоны.
В табл. 1 7-23 приведены соответствующие фактические данные. Воспользуемся приемом, использованным А. А. Ляпуновым и С. М. Фан
дюшиной, для представления распределения промежутков времени между последовательными землетрясениями. В табл. 19 дан переход от ,uромежутков времени между землетрясениями дti l{ f i В соответствие
!lti ос формулой fi = 1 - е- !lt , а в табл. 20 ......:.. значеНИЯ ;i (х) , представляющие
S · число fi < Х И соответствующие им величины Y i = 2... , где n - объем n выБОРIШ. На рис. 25 представлены l{ривые распределения uромежутков .времени между последоваТjjЛЬНЫМИ сильными l{ОРОВЫМИ землетрясениями
45
Т а б л и ц а 16'
Результаты ПРQвеРI\П подобия для разных пар элементарных объемов
Границы элеыентарных объеыов Нритичеснан
область Гипотеаа
I I I I и u < I приниыает-
((J� '}..,о h, ".М t k и > сн +
37 , 7 72 , 0 120-210 1957 10 37 , 3 71 , 6 90-180 1959 10 37 14 56 +
36 , 8 70 ,9 80-220 .1956 10 37 , 3 7 1 , 6 90-230 1959 10 50 18 72 +
36 , 8 70 , 9 80-230 1960 10 37 , 2 7 1 , 2 80·- ·230 1957 10 70 35 115 + 36 , 8 70 , 9 80-·230 ,1960 10 37 , 2 71 , 2 80-230 1960 10 33 1 1 64 + 3 7 , 3 71 , 6 90-230 1956-57 10 36 , 6 71 , 3 80-220 1956--57 10 19 9 41 + 37 , 2 71 , 2 80-180 1956-60 1.0 36 ,6 71 ,3 80-180 1956-60 10 124 80 186 + 36 , 8 70 , 9 120-220 1956 10 36 ,6 71 , 3 80�180 1956-59 10 133 74 1 78 + I 36 ,7 70 , 1 170-220 1956 10
37 1 3 51 ...l... 36 ,6 11 , 3 80 ---130 1958 10 I
37 , 2 71 , 2 80-230 1956- 60 1 1 15 1 1 4 9 ...L
36 ,6 7 1 , 3 80-230 1956-60 11 I
36 , 7 70 , 4 'l70�220 1956-58 10 90 62 154 ...L
36 ,6 71 , 3 80-130 1956-60 1 1 I
36 , 8 70 , 9 110-210 1956-57 10 188 100 224 ...L
36 ,6 70 , 7 140- 240 1 929-58 14 I
Таджикистана, данные о I{ОТОРЫХ приведены в табл. 17 , 1 8 и 20, а ТaI{жеслабыми I{ОРОВЫМИ землетрясениями локальной зоны за три разных периода. ПОI{азательный закон распределения изображается на этом рисунI{e биссеRТРИСОЙ I{оординатного угла. Как видно из рисуюш, распределения промежутков времени существенно отклоняются от показательного распределения для малых промеЖУТI{ОВ . Распределение промежутков вре-· мени между сильными землетрясениями не отличается от распределения для землетрясений слабых.
На рис. 26 представлены подобные распределения для разных (по времени) выборок, относящихся R Iшадрату <р = 38943' -.;- 38054' С .ш. , ).., = 70003'-70'15' В .д. Приведенные рисунки ПОRаз.ывают, что отклонение распределения промеЖУТI{ОВ времени между сильными коровыми землетрясениями ТаДЖИRистана от ПOIшзательного распределения имеет тот же· ПОрЯДОR, что и для слабых землетрясений, т . е . . предположение о подобии в распределении слабых и сильных· толчков не исключается и в данном случае .
Вопрос о подобии механизма движения в очагах землетрясений разной величины чрезвычайно важен. Одню{О в настоящее время мнения по этомувопросу расходятся. В недавно вышедшей книге Л. А. Мишариной (1967) приводятся результаты изучения ПОДВИЖeI{ в очаге Среднебайкальского землетрясения и очагах его афтеРШОI{ОВ (см. также Мишарина, 1961 ) .
46
Т а б л и ц а 1 7
Землетрясения Таджикистана с 1е ;;;" 14 с очага�1И в пределах . земн</й I\OPbI
Дата м k
1 6.УII 1923 37 ,5 70 , 5 5 , 5 14 31.VIII 38 , 5 71 , 0 53/4 15 46 20.хп 39 , 5 72 , 0 5 , 5 14 111 28.ХII 40 , 0 69 , 5 6 15 8 1б.IХ 1924 38 , 9 70 , 5 61/4 15 324 22.1 1 1 1926 36 , 0 70 , 0 5 , 3-5 , 9 1 4 491 З0.УI 38 , 8 70 , 0 5 , 5 1 4 1 00 7 . Х 1927 36 , 0 69 , 5 5 , 5 14 464 8.11 1930 39 , 4 74 , 9 51/4 14 855 22. I X 38 , 6 69 ,4 53/4 15 226 29. Х 1932 39 , 2 72 ,2 6 15 768 2.ХII 1933 36 , 4 69 , 6 5 , 3- 5 , 9 1 4 399 9.ХН 36 , 9 69 ,1 5 , 3-5 ,9 14 7 31.VI I I 1934 38 , 8 70 , 9 61/2 16 265 8 .1Х 38 , 4 71 ,2 5 , 3�5 ,9 14 8 15.ХI 36 ,6 71 ,4 5 , 3--5 , 9 1 4 6 8 4 . 1 1935 38 , 9 70 , 9 5 14 50 16.У 37 , 2 69 ,0 51/2 14 132 29.УП 39 , 5 73 , 5 53/4 1/1 74 8 .Х 38 , 8 70 , 8 6 15 71 З0.У 1939 38 , 9 70 ,4 5 , 3-5 , 9 1 4 1695 19.УI 37 , 3 71 , 4 5 , 3-5 , 9 1 4 20 17 .УII 1940 36 , 8 71 , 5 5 , 5 14 394 17.УII 36 ,8 70 , 7 51(4 14 0 , 3 1 .VIII 38 ,0 72 , 5 51(2 14 15 5 .Х 37 , 2 69 , 0 51/4 14 65 20.IV 1941 39 ,2 70 , 5 61/2 16 197 26.IV 39 , 3 70 , 6 5 , 3-5 , 9 1 4 6 б.V 39 , 5 70 , 5 6 14 10 28.1 1 1942 39 , 2 70 ,9 51/4 14 298 11 . 1 1943 38 , 6 69 , 3 6 15 317
(7) 12 .1 38 , 6 69 ,3 51/2 14 1 5.IV 39 ,9 73 , 3 6 15 83 15.II1 1944 39 , 7 73 , 1 53/4 15 344 15.III 39 , 6 73 , 0 5Ч2 14 0 ,04 27. 1Х 39, 0 74 , 8 7 16 196 30. IX 39 , 2 74 , 8 51/2 14 3 8 .ХI 1947 36 , 9 68 , 0 5 14 39 8.УП 1949 39 , 2 70 , 8 51/2 14 608 10.УII 39 , 2 70 ,8 7 , 6 17 2 10.УII 1949 39 ,2 71 , 1 51/4 14 0 , 4
1 4 ч.
10.УII 39 , 0 71 ,0 5% 1 5 0 , 04 15 ч.
10.УII 39 , 2 71 , 1 61/2 15 0 ,04 15 ч.
10.УII 39 , 1 71 , 0 7-71/4 16 0 ,02 16 ч .
Т а б л и ц а 17 (ОI{ончапие)
Дата м 1.
13.VIl 39 , 2 71 , 0 53/1 14 3 19.VII 39 , 1 71 , 1 53/4-6 15 6 14.VI 1951 39 , 1 71 , 6 5�/1-6 1 5 634 12.V 39 , 6 71 , 3 51/2 14 28 23.1 1 954 37 , 4 72 , 5 51/2 14 987 1 5.IV 1955 39 , 9 74 ,6 7 16 447 15 .IV 40 , 0 74 , 7 7 1 5 0 ,75 30. VIII 1957 39 , 3 72 , 9 51/2 14 868 15.ХI 1959 , 39 , 0 7 5 , 0 53/4-6 1 5 74.6 7.IV 1961 39 , 5 73 , 0 51/4 14 509 5 .IX 38 , 8 73 , 1 5 ,4 14 1 51 12.IX 1962 36 , 5 68 , 8 14 7 16 .Х 1963 38 , 8 73 , 0 1 4 399 13.11 1964 39 , 4 73 , 0 14 120
Т а б л и ц а 18
Вариационный ряд ПРШIeЖУТI\ОВ вре�lени At (В CYTI<ax) между сильпьши зе�lЛетрясения�1П Таджикистана (k >- 14)
0 , 0005 0 , 00 1 0 ,005 0 ,0 1 0 , 05
0 , 02 3 1 5 74 226 447 868 0 ,04 3 20 83 265 464 987 0 ,04 6 28 100 298 491 1695 0 , 04 6 39 111 317 509 0 , 3 7 46 120 324 608 0 , 4 7 50 1 32 344 634 0 , 75 8 65 151 395 746 1 8 68 1 96 399 768 2 10 71 197 399 855
Т а б л и ц а 19
ВСI!ШlOгательнал таблица перехода от At "'/ Аё к f i
0 , 0005 0 , 1 0 ,0010 0 , 3 0 , 0050 0 , 6 0 , 0095 1 0 ,0488
1 1 0 , 0952 0 , 2592 0 ,4512 0 , 6321
1 , 5 2 3 5
0 ,7769 0 , 8647 0 ,9502 0 ,9933
Автор приходит к ЗaIшючению, что весь процесс снятия напряжений в YI<aванных очагах происходит в одних и тех же условиях, определяемых региональными особенностями напряженного состояния коры. Аналогичный результат отмечался для HypeKcI<orO, Шуробского и двух Калифорнийских землетрясений 1963 г. Однако для известного З'емлетрясения 21 июля 1952 г. в oI<pyre Керн имело место существенное отличие смещений \ в очагах подавляющего числа афтершоков от подвижки при основном землетрясении. То же самое отмечал ось при землетрясении в Имаити и при ны<Оторых других землетрясениях Тихоокеанского пояса. Меньше
48
Т а б л и ц а 20
Распределение ПРО�IeШУТНОВ вре�IeНП мешду сильными землетрясениями ТаДЖИIшстана
0 , 0005 0 , 1 3 0 , 0010 0 , 26 0 , 0050 1 , 3 0 ,0095 2 , 6 0 ,0488 1 3 , 0 0 , 0952 26 , 0
4 ' 4 8 9
18 20
Yi
0 , 070 0 ,070 0 , 140 0 , 1 58 0 , 316 0 , 351
!I I,О
Рис. 25 . Распределение нормированных промежутнов времени между последовательными' землетрясениями с k >- 7 лоl{ального учаСТl{а за разные срони наблюдений и сильны-ми землетрясениями в Таджи- [l,}
кистане 1 - с 5 . 1 1 9 5 5 Г. по 1 2 .УII 1 9 59 Г . ; 2 - с 1 2. У I I 1 9 59 Г . п о 4 . 1 1 96 3 Г . ; 3 - с 4.1 1 9 6 3 Г . ПО 2 8 . ХП 1 9 64 Г. ; 4 -сильные землетрясения с 1 6 .УII
1 9 2 3 Г. РО 1 3 . I I 1 9 6 1, г.
.у'
1 1 0 ,2592 7 8 , 0 0 ,4512 1 56 0 , 6321 260 0 , 8647 520 0 , 9502 780 0 , 9933 1300
28 34 37 49 53 56
Yi
0 , 491 0 , 597 0 , 649 0 ,860 0 , 930 0 , 983
• ! + Z о .J t:. 1;
!,О .с
!,О г--------------------------------,
Рис. 26 . Распределение нормированных промежуТl{ОВ времени между последовательными землетрясениями с k >- 7 второго лонального участна за
периоды времени: 1I,.f 1 - С Н . 1 1 9 5 5 Г. по ; Z 8 . V 1 9 57 г.; 2 - с 28." 1 9 57 Г. ПО 1 1 . II 1 9 60 Г.; 3 - С 1 1 . П
·1 960 Г. по 26 . ХI I 1 9 6 1 Г. ;
4 - С 2 6 . Х I I 1 9 6 1 Г. по 1 5 . Х I I 1 9 6 !, г . + !
t:. 2 . .] о 1;
C �-------------L------------�I�I 1I,.f f.!l z
4 В. Н. Гайснпй
Т а б л и ц а 21
Землетрясения небольшой области (tp = 38°24'-38P35' с. ш.; л = 69°27' - 69038' в: д.) IОшно-ТЯIlьшанCIЮП зоны с 1. > 7
Дата
5 . 1 1 955 5 .II 10 .III З0Л1 5 . IV 1 2.VI 27.Х 13 .1 1 956 19 .IV 22.VI 8.VI I I 9 .VI II 9 .VIII 5 .IX 4 .ХI 4 .ХI 12 .ХI 4 .ХП
1 9.ХII 1 9.ХII '1 9 .XII 20 .ХII 15 . 1 1957 28.1 28. 1 29. 1 29 . I I I 13 .IV 13 . IV 1 4. IV
7." 8.V 9.У
18 .V 18 .V 18.V 18.V 18 .V 18.V 29.V 20.VIII '14 .ХI 21 .ХI 13 . 1 1 958 4. I I 4 . I I 5 . I I
Время, час, .,н·ин
23 21
7 24
5 2
23 3
13 20
9-38 9-38 9--38
1 8 2
1 5 7
14 13-00 13- 02 15- -39
21 21
5-22 5-24
1 3 3
1 3 1 5 1 8 1 5
9 1
2- -22 2-26 2 -59 6-01 6-04 6-1 3
1 3 3 9 5
10 3
1 5 2
сн , с утno "
38024' 69034' 8
38 32 69 37 8 30 , 9 3 8 35 69 32 8 32 , 4 38 31 69 33 9 20 , 7 38 31 69 33 8 5 , 2 38 34 69 30 8 67 , 9 38 31 69 38 8 137 , 9 38 35 69 38 8 77 ,2 38 32 69 38 8 97 , 4 38 34 69 27 8 64 , 3 38 29 69 30 8 116 ,6 38 29 69 30 8 1 , 0 38 29 69 30 7 0 , 0005 38 29 69 30 7 27 , 3 38 32 69 30 8 60 , 3 38 30 69 28 8 0 , :1 38 26 , 69 31 7 7 , 7 38 26 69 34 8 22 , 3 38 29 69 34 7 1 5 , 0 38 29 69 34 7 0 , 00 1 5 3 8 29 69 34 7 0 , 1 38 24 69 30 7 1 , 2 38 31 69 36 8 26 , 0 38 25 69 30 8 12 , 3 38 25 69 30 9 0 , 0015 38 25 69 30 9 1 , 3 38 33 69 32 7 58 , 6 38 31 69 38 8 1 5 , 4 38 31 69 38 9 0 , 1 38 31 69 38 8 1 , 1 38 31 69 38 7 22 , 9 38 35 69 29 7 0 , 8 38 28 69 34 7 0 , 7 38 25 69 32 9 9 ,0 38 25 69 32 9 0 , 003 38 25 69 32 8 0 ,02 38 25 69 32 7 0 , '1 38 25 69 32 7 0 ,002 38 25 69 32 7 0 , 006 38 33 69 27 7 1 1 , 3 3 8 28 69 38 7 82 ,6 38 28 69 27 8 86 , 3 3 8 28 69 31 7 6 , 8 38 35 69 28 7 53 , 2 38 33 69 36 8 2f , 7 38 33 69 36 7 0 , 5 38 32 69 37 7 0 , 5
,
Дата
17 . I I 4 . 1 I I
26. I I 1 1958 15.V 27.V1
1 .V I I 14 .V1II 24.V1II 22. 1X 26. 1X (
1 .Х 4 .Х
21 .Х 16 .ХII 21 .ХII 15 . 1 1959
5Л 20. I I 27Л 27. I I 1959 27.1V 12.VII
Время, час, J\tU 1 L
12 1 3
12 2
21 4
12 1
1 8 5
18 21. 17 6 1
14 . 18
6-38 6-41
10 5
38027' 38 35 38 25 38 31 38 32 38 27 38 25 38 28 38 28 38 34 38 27 38 27 38 35 38 30 38 30 38 27 38 29 38 25 38 28 38 28 38 35 38 27
Т а б л и ц а 21 (ОI<ончание)
69037' 69 35 69 34 69 37 69 27 69 38 69 35 69 30 69 27 69 29 69 34 69 34 69 29 69 38 69 33 69 32 69 36 69 31 69 29 69 29 69 37 69 31
8 7 7 8 9 7 7 7 7 7 8 7
10 7
10 8 7 7 7 7 7 8
I1 t , CYnlOl�
1 2 , 4 � 4 , 5 2� , 1 50 /1 42 ,6
4 , 8 43 , 3 1 0 , 3 28 , 5
4 , 7 4 , 5 3 , 5
1 7 , 1 55 , 8 4 , 5
24 , 8 21 , 5 1 5 , 2
6 , 5 0 , 002 59 ,2 75 ,8
Т а б л и ц а 22
Вариационный ряд промеЖУТIЮВ времени I1t (в СУТIШХ) )leЖДУ з�млетрясенишш, представленными в табл. 21
0 , 0005 0 , 1 1 , 2 6 ,8 1 5 , 2 2!1 ,8 50 , 4 77 , 2 0 , 0015 0 , 1 1 , 3 7 ,1 1 5 , 4 26 , 0 53 ,2 82 , 6 0 ,0015 0 , 5 3 , 5 9 , 0 1 7 , 1 27 , 3 55 , 8 86 , 3 0 , 002 0 , 5 4 , 5 10 , 3 20 , 7 28 , 5 . 58 , 6 97 , 4 0 ,002 0 , 5 4 , 5 11 , 3 21 , 5 30 , 9 . 59 , 2 137 , 9 0 ,003 0 , 7 4 , 7 1 2 , 3 21 , 7 32 , 4 60 , 3 0 , 006 0 , 8 4 , 8 12 ,4 22 , 1 42 , 6 6'1 , 3 0 , 02 1 , 0 5 , 2 14 , 5 22 , 3 43 ,3 67 ,9 0 , 1 1 , 1 6 , � 1 5 , 0 22 , 9 46 , 6 7 5 , 8
Т а б л и ц а 23
Распредещшие промеЖУТI\ОВ времени между :землетрясениями с Jc > 7 в Iшадрате 'f' = 38024' - 38035' с. ш . ; л. = 69027' - 69038'�(по данньш irа�лицы 22)
Yi 1 1 Yi
0 , 0005 0 , 012 7 0 ,103 0 ,2592 7 , 28 28 0 , 412 0 ,001 0 ,024 8 0 , 118 0 , 4512 14 , 55 35 0 , 5 1 5 0 , 005 0 , 12 11 0 , 162 0 , 6321 2!1 , 25 45 0 ,661 0 , 0095 0 ,24 11 0 , 162 0 , 86!17 48 , 5 54 0 , 795 0 , 0488 1 , 21 19 0 , 280 0 , 9502 72 , 75 62 0 , 912 0 ,0952 I 2 , 42 20 0 , 294 0 , 9933 121 , 25 · 67 0 , 986
4* . /
:информации имеется об устойчивости механизма очагов землетрясений различной величины, не относящихся к сериям афтершоков . Рихтер (1963) отмечает, что исследования Гутенберга (Gutenberg, 1941 ) для КалифорlIИИ, 8йби - для Новой Зеландии, а также ряд работ ЯПОНСI{ИХ исследователей говорят в пользу предположения, что механизм слабых невуш{анических землетрясений сходен с механизмом сильных и что они обусловлены теми же геологическими процессами. Такой же результат отмечается и некоторыми другими исследователями; однат{о полное решение вопроса о подобии очагов землетрясений разной энергии для одного и того же участ-ка или зоны ждет еще своего исследователя. jj ,
§ 6. О связи МЕЖДУ З ЕМЛЕТРЯСЕНИЯМИ I
Как мы видели на рис. 17 , повторяемости глубоких Памиро-Гиндукушских землетрясений с k ;;;;. 12 по тридцатипятисуточным интервалам обнаруживают значимое отклонение от закона Пуассона. Исследуем харю{тер
� г-------------------� 4lf.D
о 11/ Z/J
Рис. 27 . Кривая iJ. (t) для землетрясений с k > 12
1 - для dt = 3 суткам; � 2 - для dt = 5 суткам
этих отклонений. Применим описанный выше метод длительности Ватанабе. На рис. 27 изображены I{ривые
(t) = Р (х, у) !1 Р (х) , где Р (х) - вероятность того, что после одного землетрясения в течение времени t землетрясения не произойдет; Р (х, у) - вероятность того, что в течение времени t после предыдущего землетрясения не будет нового землетрясения и затем на протяжении dt произойдет новое землетрясение, т. е. вероятность того, что землетрясение в промеЖУТI{е (t, t + dt) произойдет.
q(} --�-о о о 2()
() � __________ � __________ --u1 5 I(} t
Рис. 28. Распределение интервалов времени между землетрясениями с k :;?- 12 .
Масштаб по оси абсцисс: t дt (В сутках) 1 < 1 , 4 2 1 ,4-2,9 3 2 ,9 - 4 , 6 " 4 ,6 - 6 , 6
6 ,6-1J,0
t дt (В сутках) 6 9 , 9 - 1 1 , 9 7 1 1 ,9-1 5 ,7 8 1 5 , 7-20 ,9 9 20 , 9-29 , 9
1 0 > 29,9
В табл. 24 приведен вариационный ряд промеЖУТI{ОВ времени для землетрясений с k ;;;;' 12 , использованный для построения I{РИВОЙ f.A. (t) (рис. 27) . Кривая 1 построена для dt = 3 суmО1>, кривая 2 - для dt = = 5 суmО1>. Кю{ видно из РИСУНI{а, !1 (t) закономерно меняется со временем: при t = 7 -:- 11 суmО1> она имеет минимум, а при t > 13 суmО1> - максимум. Впрочем, вид кривой недостаточно надежен из-за ошиБОI{ наблюдения. В табл. 25 приведены исходные данные для построения I{РИВОЙ f.A. (t) .
52
Т а б л и ц а 24
Вариаццонныii ряд пр(i�lеЖУТI\()В вре�lени между последовательными глубони�1И Па�IИРО-ГИНДУI�уmсними зе�lЛетрясениями с 1с > 12
,за период с 12 января 1953 г. по 6 июня 1964 г. �e (в СУТIЩХ)
0 , 0 1 , 5 3 ;5 5 , 4 7 , 5 10 , 1 1 3 , 7 1 7 , 5 21 , 6 30 , 3 0 ,0 1 , 5 3 , 6 5 , 4 7 , 'S 1 0 , 2 1 3 , 8 17 , 8 21 , 8 3{) , 5 0 , 1 1 ,6 3 ,6 5 , 5 7 ,5 1 0 . 5 13 , 8 1 7 , 8 22 , 1 31 , 3 0 , 2 1 , 6 3 , 7 5 , 6 7 , 5 1 0 , 5 1 4 , 0 17 ,8 22 , 2 31 , 7 0 , 2 1 , 7 3 , 7 5 , 6 7 , 6 1 0 , 5 1 4 , 0 17 , 8 22 , 2 32 , 6 0 , 2 1 ,7 3 ,1 5 , 6 7 , 7 1 0 , 7 '14 , 2 1 7 , 8 22 , 2 33 , 2 0 , 3 1 , 7 3 , 8 5 , 6 7 , 7 10 , 8 14 , 2 18 , 0 22 , 9 34 , 2 0 , 3 1 , 8 3 , 8 5 , 7 7 , 7 10 , 8 1 4 , 4 1 8 , 2 23 , 0 35 , 2 0 , 4 1 , 8' 3 , 9 5 , 8 7 , 7 1 0 , 9 14 , 5 18 , 4 23 , 5 35 ,4 0 , 4 1 , 9 4 , 1 5 , 8 7 , 8 11 , 1 1 4 , 5 18 , 4 23 , 6 35 , 7 0 , 4 1 ,9 4 , 1 5 , 8 7 , 9 1 1 , 4 Н , 6 18 , 5 23 , 7 36 , 2 0 , 4 1 , 9 4 , 1 5 , 8 8 , 0 1 1 , 5 14 , 7 18 , 9 23 , 7 37 , 4 0 , 5 2 , 0 4 , 1 6 , 1 8 , 1 11 , 5 14 , 7 1 8 , 9 24 , 0 39 ,7 0 , 6 2 , 1 4 , 2 6 , 2 8 , 1 '11 ,7 Н , 8 1 9 , 0 25 , 3 39 , 7 0 , 7 2 , 1 4 , 2 6 , 2 8 , 2 1 1 , 8 1 4 , 8 1 9 , 0 25 , 6 40 , 1 0 , 8 2 , 1 4 , 3 6 , 2 8 , 2 '11 , 9 1 4 , 8 1 9 , 2 25 , 6 40 , 7 0 , 8 2 , 3 !1 , 4 6 , 2 8 , 3 11 , 9 Н , 9 1 9 ,3 25 , 7 42 , 1 0 , 8 2 , 3 4 , 5 6 , 3 8 , 3 1 1 , 9 15 ,0 19 , 4 26 , 0 44 , 1 0 , 9 2 , 3 4 ,5 6 , 3 8 , 3 12 , 1 1 5 , 0 1 9 , 5 26 , 5 44 , 6 0 ,9 2 ,4 4 ,5 6 ,4 8 , 3 12 , ? 1 5 , 2 19 ,7 26 , 7 47 , 2 1 , 0 2 , 4 4 , 5 6 , 5 8 , 5 12 , 2 15 , 2 19 , 7 26 , 8 48 , 2 1 , 0 2 , 5 4 , 5 6 , 5 8 , 6 12 ,2 1 5 ,2 19 , 7 27 , 0 55 , 9 1 , 0 2 , 5 4 , 6 6 , 6 8 , 6 1 2 ,4 15 , 3 20 , 0 27 ,0 68 , 6 1 , 1 2 , 5 4 , 7 6 , 8 8 ,7 1 2 , 5 1 5 , 5 20 , 2 27 , 8 81 , 3 1 , 2 2 , 6 4 , 8 6 , 9 8 , 7 1 2 , 5 1 5 , 8 20 , 2 27 , 8 '1 , 3 2 , 6 4 ,8 6 , 9 9 , 2 1 2 , 6 1 5 , 9 20 , 5 28 , 3 n = 321 1 , 3 2 , 7 4 , 8 6 , 9 9 , 2 1 2 , 8 1 6 , 2 20 , 6 28 , 3 I1t = 1 3 дней 1 , 3 2 , 7 4 ,8 7 , 0 9 ,4 12 , 9 1 6 , 3 20 , 7 28 , 4 1 , 3 2 , 8 4 , 9 7 ,0 9 , 5 1 3 , 0 16 , 3 20 , 7 28 , 4 1 ,4 3 ,0 5 , 0 7 , 1 9 , 6 1.3 , i 16 , 5 20 , 8 29 , 5 1 , 5 3 , 0 5 , 0 7 , 1 9 , 7 1 3 , 2 16 , 8 20 , 9 29 , 8 1 , 5 3 , 2 5 , 2 7 , 1 10 , 0 1 3 , 3 16 , 9 20 , 9 30 , 1 1 , 5 3 , 3 5 , 3 7 , 2 1 0 , 0 1 3 , 7 17 , 4 21 , 5 30 , 3
Сопоставим также распределение пром:ежутков времени между земле-трясениями с теоретическим пока за тельным распределением
P (t) = 1 - e-kt• (46)
Для наглядности разделим кривую распределения на 10 отрезков так, чтобы Р (t;) - Р (tH) = 1/10. Результат сравнения эмпирических час-тот Ni (tH -< I1t; -< ti) с теоретическими v = N � [Р; - Р;-l ] представлен на рис. 28. Из рисунка видно, что экспериментальные частоты при I1t =
= 12 --+-- 20 суток существенно превышают теоретические. Это согласуется с рис. 16-17 , где ОТIшонения от закона Пуассона происходят в сторону увеличения вероятности средних повторяемостей землетрясений в выбран-ный интервал времени по сравнению с малыми или большими повторяемо-стями.
Рассмотрим аналогичный материал для землетрясений той же зоны с k :> 1 3. в табл. 26 приведен вариационный ряд землетрясений с k :> 13 за период с 12 июля 1953 г. по 6 июня 1964 г .
53
Т а б л и ц а 25
ОрДlIнаты I,РИВОЙ !1 (t) для ПОС.'1едовательности землетрясений с lс > 12 за 1953-1964 ГГ.
си, сутки dt, сутки t, I t, I сут11:и 3 5
супи�u 3 5
1 0 , 19 0 , 30 14 0 , 24 0 , 36.
2 0 , 18 0 , 29 1 5 0 , 21 0 , 36
3 0 , 19 0 , 3 1 1 6 0 , 21 0 , 40
4 0 , 21 0 , 33 1 8 0 , 31 0 , 40
6 0 , 22 0 , 30 20 0 , 26 0 , 35
8 0 , 28 0 , 28 21 0 , 22 0 , 31
9 0 , 16 0 , 27 23 0 , 20 0 , 36
Н . 0 , 18 0 , 34 24 0 , 20 0 , 38
1 2 0 , 23 0 , 34
. . . '
Т а б л и ц а 26
Вариационный ряд ПРО�lеШУТIЮВ времени между последовательными зе�шетрясен�ями
с 1с ;> 13 за 1953-1964 ГГ. /}.t (в СУТIШХ)
О 6 1 7 35 49 63 94 1 6 20 35 50 66 95 1 7 20 41 53 68 97 2 9 21 42 54 68 101 4 10 24 43 54 70 109 4 10 28 44 55 73 111 4 10 28 46 56 76 113 4 1 1 30 47 57 76 114 4 1 1 3 1 47 58 78 118 4 13 32 47 59 82 137 4 14 33 48 62 89 156 5 14 33 48 63 91 �61
Т а б л и ц а 27
Ординаты I\РИВОЙ !1 (t) для последовательности землетрясений с lС ;> 13 за 1953-1964 ГГ. дЛЯ dt = 10 су'тоn
t , суткн / 1 f.t (t) 1 1 t, су
т,,,, I f.t (Е) 1 1 t , cymr.u 1 f.t (t)
4 0 , 22 34 0 , 10 60 0 , 23 10 0 , 1 3 40 0 , 24 66 0 , 22 16 0 , 08 46 0 , 29 72 0 , 21 22 0 , 09 54 0 , 30 80 0 , 1 3 28 0 , 16
в табл. 27 приведены ординаты I,РИВОЙ /L (t) для этого случая, а на рис. 29 - сама кривая. RДI{ видно из рисунка, для землетрясений с k ). 13 связь между землетрясениями выявляется более отчетливо. Здесь опять вероятность средних промежутков времени значительно выше тех чисел, которые мы имели бы при независимом случайном распределении землетрясений.
54
Сопоставление :щспериментальных и теоретичеСIШХ частот распределе!Ния промеЖУТI{ОВ времени между последовательными землетрясениями (рис. 30) УJ{азывает на большую частость средних промеЖУТJ{ОВ времени, Т. е. на «СIШОННОСТЫ> земл"етрясений I{ периодичности.
Применение критерия согласия х2 для сравнения эмпиричеQI{ОГО и теоретичесного распределений частот землетрясений с k ;> 1 3 дает при разных интервалах группирования (и соответственно разном числе степеней
Рис. 29. Кривая � (t) для землетрясений с k ;;;. 13
,свободы) значения вероятностей случайного осуществления наблюдаемых отнлонений, равные 0,20 и 0,015. Следовательно, при 5 %-ном уровне значимости в одном случае мы получаем согласие с гипотезой о ПOIшзательном распределении, а в другом -----: противоречие.
Следует заметить, что вид кривых /L (t) и эмпирических кривых распре.деления промежутков времени между землетрясениями ПОI{азывает закономерное увеличение эффеI{та связи по мере увеличения энергии земле-
Рис. 30. Распределение интервалов времею! между землетрясениями с k ;;;. 13 .
М асштаб по оси абсцисс:
t !;,t (В сутках)
1 < 5 2 5 - 1 0 , 6 3 1 0 , 6 - 1 6 , 9 1, 1 6 , 9-21, , 2 5:24,2-32,8
t !;. t (В сутках)
6 32,8-4 3 , 4 7 1,3 , 4 - 5 7 , 1 8 57 , 1 -7 6 , 3 9 7 6 , 3- 1 0 9
1 0 > 1 0 9
J N
I/J
/J L-------�------�-J 5 I/J t
<rрясениЙ. Это имеет простое физичеСI{ое объяснение: для достаточно протяженной области лишь сильное землетрясение (когда доля снятых напряжений заметна) может существенно изменить физическое состояние рас,сматриваемого участна земной норы, что СI{ажется на изменении (естест-
Т а б л и ц а 28
Распределение по пятилетиям сильных землетряСенИЙ РагунCIЮГО района
Из НИХ
Годы Nk ;;:'12 I I I N12 N1З N14 N15
1 930 -193lc 3 2 - - 1 1.935·-1939 9 8 1 _. -
1 940-1944 7 4 1 1 1 1 9 !15-1949 '1 1 1950-1954 2 2 -
1955-1959 9 7 2 1 960-1964 5 4 1
28 5 1 2
55
венно, что произойдет уменьшение) вероятности ВОЗНИIшовения следующего землетрясения такой величины. Обнаруживаемый эффект отрицательной связи между землетрясениями типа ,«СIШОННОСТИ» к периодичности аналогичен по характеру цикличности Курило-Камчатских сильных землетрясений, обнаруженной, с. А. Федотовым (1965, 1968) , и стремлению очагов сильных землетрясений не перекрывать друг друга.
В пространстве подобная закономерность, как мы указывали выше, отмечалась Введенской для коровых землетрясений Южно-ТяньшаНСI{ОЙ зоны Таджикистана.
Если посмотреть на распределение во времени сильных I{QРОВЫХ землетрясений Рагунского района (см. табл. 28) , то увидим, что за период 1945-1954 гг. когда готовилась и riроисходила серия Хаитских землетрясений в соседнем районе, их число обнаруживает заметный минимум.
Таким образом, нам представляется, что для сильных землетрясений обнаруживается эффект «склонностИ» к периодичности, который можно описать распределением Пойя с отрицательным коэффициентом связи между событиями. Обратный эффект, который наблюдается для ряда совокупностей коровых землетрясений,. связан, вероятно, с группированием землетрясений. Это явление рассмотрим подробнее в главе IV.
г л а в а 111
ПРИЕМЫ ОПИСАНИЯ КВА3ИОДНОРОДНОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО ПОЛЯ
в предыдущей главе исследовались общие свойства сейсмического поля . В результате мы пришли к выводу, что гипотеза о статистичеСI{ОЙ квазиоднородности сейсмического поля для глубоких землетрясений ПамироГИНДУКУШСIЩЙ зоны не противоречит имеющимся экспериментальным данным. Каковы же параметры или функции, которые необходимо знать для описания I{вазиоднородного сейсмического поля? Тюшх функций, очевидно, должно быть три: 1 ) закон распределения землетрясений во времени; 2) закон распределения землетрясений по величине, являн)щийся калибровочной кривой для перехода от распределения землетрясений одной энергии к другой. Этот закон может быть разным для разных точек пространства; 3) карта сейсмической активности, представляющая собой поле I{оэффициентов для перехода от распределения землетрясений в одной точке к распределению в другой.
Попытаемся найти эти функции для сейсмического поля глуБОЮIХ Памиро-Гиндукушских землетрясений.
§ 1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ 3ЕМЛЕТРЯСЕНИИ ВО ВРЕМЕНИ
в предыдущей главе в связи с проверкой гипотезы о стационар�ости сейсмичеСI{ОГО процесса мы сопоставляли распределение землетрясений во времени с теоретическими распределениями Пуассона и Пойя и обнаружили, что землетрясения 10 и Н-го классов достаточно хорошо следуют первому распределению. При k :> 12 приходится прибегать уже ко второму распределению.
На рис. 17 видно, что при N = 3 для распределения Пойя мы имеем значительное отличие теоретической и эмпиричеСIЩЙ частот. Как же однообразно характеризовать распределение землетрясений во времени для любого класса и промежутка времени?
Как было показано, это распределение близко I{ распределениям Пуассона и Пойя, где первое характеризуется полностью одним параметром, а второе - двумя параметрами. При этом для распределения Пуассона 0'2 = N, а для распределения Пойя 0-2 = N + bN2. Возникает мысль, что распределение совокупности землетрясений некоторого класса по. любым интервалам времени будет хорошо известно, если получим эмпирическую фующию о- (N) . Тю{ое описание будет, очевидно, более общим, чем описание случайной составляющей сейсмического процесс а с помощью меры рассеяния повторяемости R. В самом деле, для распределения Пойя R2 = 1 + bN, при Ь > О растет с увеличением N. Такой же эффы{т мы
57
I,и
IЦ
I/,ff !,и !,tf 2,и
Рис. 31 . Кривая с; = f (N) для зе�летрясений 10-го Iшасса. Эллип(;ы указывают пределы средних Iшадратичных отклонений изображенных
величин. Пунктир соответствует случаю процесса Пуассона
Рис. 32. l{ривая С; = f (N) для землетрясений 1 1-го Iшасса
наблюдаем на рис. 31 и 32 для землетрясений 10 и 1 1-го Iшассов. Для землетрясений с k >- 12 и k >- 13 R уменьшается с ростом N-' Таким обра-130М, 3aIшючение о свойствах процесса по величине R беЗ0тносительно к зна-чениюN может быть ошибочным. При малых N во всех рассмотренных случаях R БЛИ3IШ I{ единице. Приведем формулы, которымц ПОЛЬЗ0вались для оценки точности определения Эl{спериментального значения дисперсии а2. Если мы не знаем точного вида распределения, естественно обратиться к общей OцeНI{e выборочного распределения дисперсии (см. например, Хальд, 1956) .
Дисперсия теоретичеСI{ОГО распределения выборочной дисперсии определяется формулой
D (S2) = � (� _ n - 3 ) (47) n с;4 n - l '
где �l4 - центральный момент 4-го ПОРЯДIШ f.l [ (х - �)4 ] . Так !{Ю{ распределение землетрясений БЛИ3I{0 I{ распределению Пуас
сона, воспользуемся значениями моментов для этого распределения. Под-
58
ставив вместо fL4 его значение 3N2 + N, найдем
D (S2) = � (3 + � _ n - 3 ) . n N n - 1 (48)
Перейдя к оцею{е среднего квадратичного ОТIшонения выборочной дисперсии, получим
с;" v 1 n - 3 ' vs' = �r- 3 + -=- - --1
. r n N n -
(49)
Для сравнения приведем соответствующую оцею{у в случае нормального распределения
2с;2 Оа' = -===--У2n - 1
(50)
в табл. 29 приведены значения СУа', вычисленные на основании формул (47) , (49) и (50) .
т а б л и ц а 29
СраВlIeние значений а а" подсчитанных по разным фОР�lула�1
Формула Формула N n I I N n I I (!Л) (�9) (50) ("7) (1.9) (50)
0 , 9 583 0 , 073 0 ,066 0 ,053 16 ,0 16 11 , 7 17 ,8 17 , 2 2 , 1 16 0 , 60 0 , 85 0 , 75 1 7 , 3 16 7 , 5 9 ,6 9 , 3 3 , 5 145 0 , 45 0 , 53 0 , 49 32 , 5 8 1 0 , 7 13 , 5 1 2 , 9 5 , 5 16 3 , 5 3 , 8 3 , 6 65 , 5 8 78 99 95
Из рассмотрения табл. 29 можно сделать следующие выводы. 1 . Оценки ошиБОI{, полученные в предположении пуаССОНОВСI{ОГО или
нормального распределения землетрясений во времени, не отличаются существенно от оцен'ок, полученных из ЭI{спериментального материала без ию{их -либо дополнительных предположений.
.
2. Ошибки определений I{оординат очагов и подсчета энергии землетрясений не увеличивают ошибиу в определении дисперсии числа землетрясений, иоторая имеет место при пуассоновсиом распределении.
Поэтому при оцею{е точности определения дисперсий CY� мы использовали всюду формулу (49) . В табл. 30 приведены исходные данные для ис
следования зависимости СУ = f (N) дЛЯ землетрясений 1 0-го иласса, на основании ноторых построен графИI{ рис. 31 . Кю{ видно из рисунна, для
больших N исследуемая нривая о�нлоняется от пуннтирной прямой, соответствующей случаю процесса Пуассона. Каново же возможное объяснение тю{ого поведения I{РИВОЙ? Одно из объяснений может состоять в том,
что для больших N используется небольшое I{оличество значений Ni (8-16) . При этом разные значения СУ подсчитываются по существу из одной -случайной выБОРI{И. Этим может быть обусловлен систематичесний загиб нривой.
Однано есть и еще, п о нрайней мере, один ИСТОЧJIИI{ увеличения СУ. Определение энергии землетрясений, ню{ мы отмечали выше, проводится с определенной случайной ошибl{ОЙ. Любая случайная ошибlШ, вносимая в энспериментальные данные, увеличивает дисперсию результата. Поэто-
му значения o� всюду должны быть систематически завышены за счет
59
Т а б л и ц а 30
Исходные данные для изучения зависимости ()' = f (N) по наБЛIOдениmr. . над глуБOIШМИ землетрясениями 10-го Iшасса
Памиро-ГЮIДУJ(УШСКОЙ зоны
Ig N 19cr n
0 , 45 ---0 , 347 0 , 665 -0 , 177 0 , 036 366 0 , 55 - 0 , 260 0 , 750 -0 , 125 0 , 038 365 0 , 56 -0 , 252 0 , 767 -0 , 115 0 , 072 109 0 , 89 - 0 , 051 0 , 960 -0 ,018 0 , 063 183 1 , 09 0 , 037 1 ,004 0 , 002 0 ,064 182 1 , 34 0 , 127 1 , 2!10 0 ,093 0 ,093 122 1 , 76 0 , 246 1 , 526 0 , 184 0 , 129 91 2 , 60 0 ,41 5 1 , 667 0 ,222 0 ,053 583 4 , 39 0 , 642 2 , 18 0 , 338 0 , 275 36. 5 , 1 9 0 , 715 2 ,27 0 , 356 0 , 099 291 3 , 25 0 , 720 2 ,38 0 , 377 0 , 169 109
10 , 35 1 ,015 3 , 26 0 , 513 0 , 196 145 20 , 70 ! , 316 4 , 35 0 ,638 0 ,370 72 45 , 4 1 ,657 8 , 64 0 ,937 1 , 102 32 90 , 8 1 ,958 14 , 3 1 , '1 55 2 ,62 - 16
182 2 , 262 25 ,8 1 ,412 6 ,72 8
случайных ошибок классификации н�млетрясениЙ. Попробуем оценить
завышение a� вследствие случайных ошибок классификации. Проделаем для этого следующее: возьмем 100 землетрясений с k :> 10,
число которых идеально точно распределено по графику повторяемости с "( = 0,43. Зададимся нормальным распределением 100 значений ошибок
в классификации t1k со средним t1k = О и (J k , равным сначала 0,4, а затем 0,5. В значения k введем ошиБIШ t1k, величины которых будем добавлять к соответствующим значениям k в соответствии с таблицей случайных чисел. Затем подсчитаем значения Nll, N11, N12, N12 И сравним их с истинными (через Nk� здесь обозначено Nk > ko) . Повторяя этот опыт много раз (мы повторили его 11 раз) , используя разные столбцы таблицы случайных чисел, можно найти (JN или (JN', обусловленные· лишь случайными ошибками в классифИIШЦИИ землетрясений. В результате были получены значе-
ния (JN и (JN' при разных значениях N (табл. 31) .
N
N'
60
Т а б л и ц а 3 1 Значения среднеIшадратичных ОТIшонений ()' Л '
обусловшщных случаuньши ошибками Iшассифпкации:
crk = 0 ,4 crk = 0 , 5
N Ig N
I I cr2 19cr� cr2 19crt N N
9 0 , 95 3 , 5 0 , 54 4 , 8 0 , 68 23 1 , 36 1 2 1 , 08 1 3 , 6 '1 1 3 . ,
5 0 , 70 0 , 5 -0 ,30 1 , 3 0 , 1 1 14 1 , 1 5 3 , 6 0 , 56 1 , 9 0 ,28 37 1 , 57 5 ,0 0 , 70 8 , 7 0 , 94
На рис. 33 графически изображены данные табл. 31 . Из рисунка видно,
что , несмотря на малое количество данных расчетов , исследуемые средние квадратичные отклонения обнаруживают систематическое увеличение с ростом среднего числа землетрясений. Из рисунка также видно, что диспер-
�ия числа землетрясений определенного класса aFv больше дисперсии afv, числа землетрясений с k :> ko • Если учесть этот источник увеличения дис
персии числа землетрясений a:V, то ОТIшонения от пунктирной кривой,
Рис. 33. Кривая <;;2 = f (N) для дисперсии, связанной с неточностыо классификации земле-
трясений по энергии 2 2 1 - (J N ДЛЯ (J/i = 0 , 4 ; 2 - (JN ДЛЯ
2 (Jl, = 0 , 5; 3 - (JN' ДЛЯ (J/i = 0 ,4;
"--t I
• r 0 2 + )
4 - a�, ДЛЯ (Jk = 0 , 5 {} L-____ -----;�--------.I1 .9 '> 4-
,_ 2 Lg N
�оответствующей закону Пуассона (рис. 31 и 32) , станут вполне понятными.
Обратимся !{ землетрясениям с k :> 12 . в табл. 32 приведен соответствующий фактический материал, а на рис. 34 изображена зависимость
19 а = f (N) . Как видно из рисунка, дисперсия распределения землетрясений с k :> 12 существенно меньше, чем для распределения Пуассона.
Она может быть описана уравнением 19 а = - 0 ,06 + 0,43 19 N.
Рис. 34. I-I:ривая G = f (N) для землетрясений с к :> 1 2
Если учесть, что случайные ошибки увеличивают дисперсию процесса, то действительная дисперсия процесса будет меньше. Следовательно, и здесь мы имеем тот же эффект, что был замечен на рис. 1 7 , кривой распределения, где повторяемости, близкие к среднему периоду между землетрясениями, встречались чаще, чем в распределении Пуассона, а для больших
N - чаще, чем в распределении пойя. Аналогичная кривая для k :> 1 3 (рис. 35) , несмотря н а большие ошибки наблюдений, подтверждает этот вывод.
Итак, если распределение землетрясений младших классов близко к случайному, то более сильные землетрясения обнаруживают ОТIшонение
61
0 , 0767 0 , 38 0 , 76 1 , 14 1 , 52 1 , 90 2 , 29 2 ,67 3 ,06 3 ,44 3 , 81 7 , 0 14 , 0 28 , 0
Т а 6 л и ц а 32
Данные наблюдениii над глубокшш землетрясеНИЯJlIИ ПаМПРО-ГПНДУI,УШCIюii зоны с 1� ;> 12
19N 19 cr n
-1 , 11 5 0 , 284 . �0 ,547 2922 0 ,010 -0,420 0 , 592 -0 , 228 583 0 , 026 -0 , 11 7 0 , 798 -.0 , 098 29 l О , 0!13
0 ,057 0 , 983 -0 . 007 194 0 , 060 0 , 183 1 , 133 0 , 054 145 0 , 077 0 , 280 1 ,273 0 , 105 1 16 0 ,094 · 0 , 360 1 , 204 0 , 081 97 0 ,096 0 ,427 1 , 382 0 , 141 83 0 , 1 17 0 ,486 1 , 529 0 , 184 72 0 , 138 0 , 537 1 ,480 0 , 170 64 0 , 141 0 , 581 1 , 704 0 , 231 58 0 , 170 0 , 845 1 ,80 0 , 255 46 0 , 196 1 , 146 2 , 72 0 , 435 23 0 , 41 6 1 , 447 3 , 71 0 , 569 1 1 0 , 836
от случайного распределения в сторону периодичности. Экспериментальные кривые, подобные приведенным на рис. 31-35, можно использовать для оценки дисперсии установленной повторяемости сильных землетрясений
Рис. 35. Кривая () = t (N) для зеылетрясенпlr с k ;> 13
исследуемого района. Кривые (J = f (N) служат характеРИСТИI{ами поведения сейсмичеСI{ОГО процесс а во времени наряду с кривыми распределения землетрясений по фиксированным промежуткам времени.
§ 2 . РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИй ПО ЭНЕРГИИ
Графики повторяемости землетрясений харю{теризуют их среднюю повторяемость для I\аI{Ой-либо территории. Линейность графИI{ОВ на протяжении большого интервала энергии облегчает сравнение сейсмичеСI{ОЙ ан.тивности различных участков , а близость угловых коэффициентов делает это сравнение элементарным. Параметры графика повторяе�ости А , '\' и kmax в интегральной форме харю{теризуют упругие и реологичеСI{ие свойства земной норы, а таюне темп нарастания деформаций в ней. Поэтому чрезвычайно в ажно было бы сопоставить эти параметры с ноннретными физичесними харантеристинами среды. Но это дело будущего. В настоящее же время делаются ПОПЫТЮ1 сопоставления лишь отдельных п араметров. Мы уже отмечали работы, где величины ,\, сравнивались с антивностыо участI{a. и фазой развития Т8I{тоничесного процесса.
62
Сделаны интересные попыт!{и найти !{орреляционную связь между
kmax и средней а!{тивностыо А на площади подготов!{и соответствующих землетрясений (Ризниченно, 1 964а, 1 966а, 1 967а) . Одна!{о ню{ эти исследования, тан и попыт!{и изучить поведение графина повторяемости в области kmax затруднены из-за малого сро!{а наблюдений и, следовательно, иснлючительной снудности энсперимента-льных данных. Поэтому очень желателен поис!{ новых схем анализа энстремальных значений изучаемых величин. Полезной схемой анализа ЭI{стремальных значений энергии землетрясений, на наш взгляд, может оназаться теория Гумбеля (Gllmbel , 1 954; Гумбель, 1 965) .
При решении ряда физичесних задач, в том числе и задач сейсмологии, основное значение имеют ЭI{стрема.льные значения физичес!{их величинпробивное напряжение на зажимах I\Онденсатора, предел прочности деталей машин, ма!{симальныЙ . расход воды в ре!{ах, ма!{симальная энергия землетрясения и т. д. У!{азанные физичес!{ие величины могут рассматриваться I{Ю{ случайные. Е сли нас интересуют лишь э!{стремальные значения. тю{их случайных величин, то, !{ан поназал Гумбель, совсем не обязательно знать их точное распределение. Независимо от вида фунrщии распределения !{райние члены выбор!{и имеют (при n -)- 00) лишь три предельных занона распределения. В частности, если случайная величина распределена в бес!{онечном интервале, ее мю{симум MO�HeT принимать сноль угодно большое значение и распределение имеет вид Р (х) = 1 - e-I,X, то нормированные значения ма!{симумов этой случайной ·в еличины будут следовать в пределе при n -)- 00 слеДУlощему за!{ону распредещшия:
( ) _e�y р Х = е " (51)
где у = а (х - q) , а > О и q - неноторые нонстанты. Число значений величины, ма!{симумы или минимумы ноторой рассмат
риваются, обычно достаточно веЛИI{О , поэтому можно использовать асимПТОТИЧЕJCI{ИЙ занон для нрайних членов .
В случае исследования повторяемости землетрясений мы имеем весьма благоприятную ситуацию. Е сли интервал времени наблюдений, в I{OTOром отмечается землетрясение с мю{симальной энергией, даже очень мал, все же в нем достаточно большое !{оличество очень слабых землетрясений из-за возрастания их числа в геометричеСI{ОЙ прогрессии с убываниеl\I энергетичеСI{ОГО !{ласСа . Поэтому вопроса о применимости асимптотичес!{ого ЗЮ{ОIIa в данном случае, по-видимому, вознИ!{ать не должн о . Удобная процедура построения э!{спериментального распределения нрайних членов и вычисления параметров а и q теоретичеСI{ОЙ I{РИВОЙ, предложенная Гумбелем, описана в !{ниге Н . В . Смирнова и И . В . Дунина-БаРНОВСI\ОГО (1 959) . Распределение (51 ) в настоящее время широ!{о используется на ПРaI{ТИI{е, в частности для расчета МaI{симальных расходов воды в ренах. До появления наших работ (ГаЙСIШЙ, 1 964; Гайсний, :Катон, 1 965) УI{азанная теория I{ задачам сейсмологии была применена лишь дважды. Норднвист (Nordquist, ' 1945) построил нривые распределения наблюдавшихся наиболее сильных землетрясений всей Земли и двух групп землетрясений из Южной :Калифорнии и отметил согласие энспериментального материала с теорией наибольших значений Гумбеля. :Куримото (КПl'imоtо, 1 959) использовал теорию ' энстремальных значений для статистичесн:ого объяснения уменьшения доли землетрясений, сопровождаемых афтеРШОI{ами, с уменьшением их магнитуды. :Кроме того, :Куримото с помощью этой теории нашел наиболее вероятную величину магнитуды МaI{симального афтеРШОI\а.
Сопоставим ЭI{спериментальный материал наблюдений над глуБОIШМИ землетрясениями Памиро-Гиндунушс!{ой зоны с распределением (51 ) . Составим таблицу наблюденных значений х = К - 10 для землетрясений мансимальной энергии по пятидневным интервалам (табл. 33) .
63
Т а б л И Д а 33
Мю\Сющльные знаqеНИlI энергии глуБOIШХ Па�IПРО-ГИНДУI\уmСI\ИХ зе�i:летрлсений за 1956-1958 гг. по плтидневньш ПРО�lеШУТIЩ�1
х х х х
1 ,8 3 , 2'! 1 ,6 2 , 56 1 , 3 1 , 69 3 , 3 10 , 89 0 , 7 0 , 49 2 , 2 4 ,8'! 3 , 5 12 , 25 2 , 4 5 , 16 2 , 0 4 ,00 3 ,0 9 , 00 2 , 7 7 , 29 0 , 0 0 , 00 0 ,8 0 , 64 2 , 5 6 , 25 1 , 6 2 , 56 0 , 0 ' 0 , 00 2 , 7 7 ,29 0 , 7 0 ,49 1 , 2 11 ,44 1 , 2 1 , 44 2 , 2 4 ,8'! 0 , 9 q ,81 2 ,0 4 ,00 4 , 3 18 , 49 2 , 5 6 , 25 0 ,0 0 ,00 2 , 5 6 , 25 0 , 1 0 , 0:1 .3 , 0 9 ,00 2 , 0 4 ,00 1 , 8 3 , 24 0 , 6 0 , 36 1 , 7 2 , 89 1 , 1 1 ,21 1 , 1 1 , 21 ,0 , ,6 0 , 36 1 ,8 3 , 24 0 , 7 0 ,49 0 , 9 0 , 81 0 , 2 0 , 04 1 , 7 2 , 89 2 , 8 7 , 8'! 3 , 2 10 , 211 0 , 4 0 , 16 2 , 2 4 ,84 1 ,8 ) 3 , 24 2 , 0 4 ,00 1 , 2 1 , 44 ,3 ,0 9 ,0 0 ,6 0 , 36 0 , 8 0 ,6 '! 1 , 0 '1 , 00 1 , 3 1 ,69 1 , 7 2 ,89 1 , 3 1 , 69 1 , 8 3 , 24 1 ,0 1 ,00 1 , 1 1 , 21 2 , 1 4 ,41 4 , 8 23 , 04 1 , 3 1 ,69 0 , 5 0 , 25 0 , 5 0 , 25 0 , 0 0 , 00 1., 7 2 , 89 3 , 8 1 4 , 44 2 , 6 6 , 76 3 , 3 10 , 89 '0 ,7 0 , 49 2 , 1 4 ,41 1 , 2 1 ,'14 4 , 0 16 , 00 4 ,6 21 , 16 2 , 5 6 , 25 1 ,3 1 ,69 1 , 5 2 25 , 0 , 5 0 , 25 1 ,4 1 , 96 1 , 9 3 , 61 1 , 2 1 , 44 1 , 7 2 , 89 1 , 9 3 ,61 0 , 8 0 ,6'1 1 , 0 1 , 00 1 , 8 3 , 24 1 , 3 1 , 69 2 , 9 8 ,41 4 , 9 2 '. , 01 '0 , 9 0 , 81 0 , 7 0 , 49 2 , 7 7 , 29 0 , 7 0 ,49 1 , 5 2 , 25 0 , 7 0 ,49 0 , 7 0 , 49 1 , 0 1 ,00 2 ,4 5 , 76 2 ,3 5 , 29 3 , 9 1 5 , 21 1 , 3 1 69 , '0 , 8 0 ,64 1 , 2 1 ,44 0 , 8 0 , 64 0 , 6 0 , 36 2 , 6 6 , 76 0 , 5 0 , 2'5 0 , 5 0 , 25 0 , 6 0 , 36 1 , 1 1 , 21 1 , 5 2 , 25 3 , 9 1 5 , 2'1 2 , 0 4 00 , 2 , 1 4 , 41 2 , 0 4 ,00 1 ,0 1 , 00 3 , 6 1 2 96 2 , 1 4 ,41 3 , 5 1 2 ,25 0 , 6 0 , 36 1 , 3 1 :69 2 , 7 7 , 29 2 ,6 6 , 76 1 , 3 1 ,69 0 , 0 0 , 00 '0 , 0 О , ОО 2 , 5 6 , 25 2 , 7 7 , 29 1 , 0 1 , 00 1 , 3 1 ,69 2 , 1 4 ,41 1 , 7 2 , 89 2 , 2 4 , 8'. 1 ,8 3 , 24 1 ,3 1 ,69 1 , 8 3 , 24 0 , 7 О 49 , 1 ,6 2 , 56 0 , 6 0 , 36 3 , 4 11 , 56 2 , 8 7 , 8'1 1 , 7 2 , 89 1 ,5 2 , 25 2 , 1 4 , 41' 1 , 1 1 , 21 4 , 3 18 , 49 2 ,2 4 , 84 2 , 6 6 , 76 1 , 2 1 , 114 1 , 7 2 , 89 1 , 0 1 ,00 1 , 8 3 , 24 0 , 7 0 , 49 3 , 2 10 , 24 0 , 9 0 ,81 1. , 8 3 , 24 2 , 5 6 , 25 0 , 1 0 , 01 4 , 3 1 8 ,49 1 ,6 2 ,56 1 , 2 1 ,44 2 ,0 4 ,00 2 ,8 7 , 84 1 , 2 1 , 44 1 , 3 1 , 69 0 , 6 0 ,36 '1 , 1 1 ,21 1 , 8 3 , 24 0 , 0 0 , 00 2 , 25 4 , 84 3 , 8 1 4 , 44 2 , 0 4 , 00 ' 2 , 2 '1 , 8'1 0 , 8 0 ,64 1 ,0 1 , 00 2 , 3 5 , 29 2 , 0 4 , 00 '0 , 7 0 , 49 1 , 8 3 , 24 1 , 4 1 , 96 1 , 0 1 ,00 1 ,4 1 ,96 2 , 4 б , 76 1 ,4 1 , 96 1 , 1 1 , 21 2 , 0 4 , 00 0 , 8 0 ,6!1 1 , 5 2 ,25 0 , 0 0 , 00
Т а б л и Ц а 33 (ОI<ончание)
x� 1 1 х x� 1 1 3 , 5 12 , 25 0 , 9 0 , 81 1 , 3 1 , 69 1 ,0 1 ,00 3 , 8 1 4 , 11!1 1 , 4 1 , 96 0 , 2 0 , 04 2 , 9 8 ,41 2 , 0 4 ,00 4 , 2 1 7 , 64 2 , 6 6 , 76 1 , 1 1 ,21 1 , 5 2 , 25 1 , 4 1 , 96 0 , 9 0 , 81 2 , 7 7 , 29 0 , 3 0 , 09 3 , 2 1 0 , 24 2 , 1 4 , 41 1 , 0 1 ,00 0 , 5 0 , 25 1 , 1 1 , 21 2 , 8 7 , 84 3 , 6 12 , 96 0 , 1 0 , 01 1 , 6 2 , 56 9 , 0 0 , 00 0 , 7 0 ,49
Параметры а и q закона распределения (51) найдем по формулам
CiN a = S-;i '
1 _ q = X - а: УN,
(52)
(53)
где х и Sx - среднее арифметичесное и среднее нвадратичное отнлонение наблюдаемых величин х; YN и ал - среднее и среднее нвадратичное величин Уm (т = 1 ,2 , . . . , N ; N - число ЭI{стремумов) .
Приведем необходимые вычисления
L:x = 367 ,6 ; L:x2 = 868,68;
т" - 367,6 - 1 70 · = V Н68,6 "1 - 1 ,70 · :367 ,6 1 063 х - 216 - , , Sx 216 = , .
При N = 216 f]N = 0 ,568 ; (jN = 1 ,238 ; 1 ,238 .
а = 1 ,U(j3 = 1 , 162 , 0,568 q = 1 ,70 -- 1
,162 = 1 ,212 ; У = 1 , 1 62 (х - 1 ,212).
Итю{, функция распределения землетрясений мar{симальной энергии будет иметь вид
р (х) = e-г1,\О2 (Х-l ,212). (54)
Сопоставим полученную функцию с ЭI{спериментальными данными распределения наблюдаемых величин. В табл. 34 приведен соответствующий вариационный ряд, на рис. 36 ЭI{спериментальная кривая распределения сравнена с I{РИВОЙ, построенной по формуле (54) . I-\ю{ видно из рисунка, экспериментальный материал достаточно хорошо согласуется с теоретичеСI{ИМ распределением. Проверим это согласие еще и с помощью нритерия х2 Пирсона. Результаты тar{ой проверни приведены в табл. 35.
Распределение эr-:,стремумов изучаемой фуннции дает возможность сразу определить повторяемость интересующих нас сильных землетрясений. Возьмем Iiаблюдения за первые 150 дней 1956 г. и составим таблицу ЭI{СТремальпых значений энеРГ)!lИ за I<аждые 5 дней (табл� 36) .
Проведем необходимые вычисления.
N = 30; f]N = 0,536; (jN = 1 , 1 124; L: x = 54,2 ; L: x2 = 120,16 ;
х = 5�o2 = 1 ,807 ; _ "1 / 120.16 - 98 = О 859 . Sx - V 30 "
1 ,1124 1 29" 0,536
а = 0 ,85-9 = , J ; q = 1 ,807 -1 ,2�5 = 1 ,393;
у = 1 ,295 (х - 1 , 393) .
5 в. Н. ГаЙСI\ИЙ 65
Т а б л и Ц а 34
Вариационный ряд JllaI\СИJllaЛЫIЫХ значении логарифма :шергии глуБОIШХ ПаJ\!ИРО-ГИНДУI�УШСIШХ зеJlшетрясений за 1956-1959 rr. по пятиднеВНЫJ\I
интервалаlll
т Ут Ут
1 * 0 , 0 0 , 004.6 ---1 , 683 147 ·• .... ·1
2 , 0 0 , 6777 0 , 944 9 0 , 0 0 , 0414 -1 , 158 148 2 , 1 . 0 , 6823 0 , 962
10 0 , 1 0 , 0461 ---1 , 1 24 1 54 2 , 1 0 , 7099 1 , 071 12 0 , 1 0 , 0553 -·1 , 063 1 5.5 2 , 2 0 , 7145 1 ,090 . 1 3 0 , 2 0 , 0599 -1 , 035 161 2 , 2 0 , 7421 1 , 210 1 4 0 , 2 0 ,0645 -1 , 008 162 2 , 3 0 , 7467 1 , 231 1 5 0 , 3 0 , 0691 - 0 , 983 163 2 , 3 0 , 7513 1 , 252 16 0 , 4 0 ,0737 ---0 , 959 1 64 2 , 4 0 , 7559 1 , 274 1 7 0 , 5 0 , 0784 �0 , 934
166 2 , 4 0 , 7651 1 , 318 22 0 , 5 0 , 1015 -0 , 828 167 2 , 5 0 , 7697 1 , 341 23 0 , 6 0 , 1061 -0 , 808 172 2 , 5 0 , 7927 1 , 460 30 0 , 6 0 , 1383 -0 , 682 1 73 2 , 6 0 , 7973 1 , 485 31 0 , 7 0 , 1429 >--;-,0 , 666
177 2 , 6 0 , 8157 1 , 59 1 42 0 , 7 0 , 1937 --0 , 496 1 78 2 , 7 0 , 8203 1 , 619 43 0 , 8 0 , 1983 ---о , 481
183 2 , 7 0 , 8�33 1 , 769 49 0 , 8 0 , 2260 -0, 397 184 2 , 8 0 , 8!179 1 , 802 50 0 , 9 0 , 2306 -0 , 383
1 87 2 , 8 0 , 8617 1 , 905 55 0 , 9 0 , 2536 .- 0 , 316 1'88 2 , 9 0 , 8664 1 , 941 56 1 , 0 0 , 2582 ---о ,303 189 2 , 9 0 , 8709 1 , 979 66 1 , 0 0 , 3043 -0 , 1 7<'1 190 3 , 0 0 , 8755 2 , 018 67 1 , 1 0 , 3089 - 0 , 160 1 92 3 , 0 0 , 8847 2 , 100 ,
1 93 3 , 2 0 , 8893 2 , 147 75 1 , 1 0 , 3457 -0 ,060 76 1 , 2 0 , 3503 >-0 , 048 195 3 , 2 0 , 8985 2 , 235 84 1 , 2 0 , 3873 -0 , 053 1 96 3 , 3 0 , 9031 2 , 28'1 85 1 , 3 0 , 3919 0 , 065 197 3 , 3 0 , 9077 2 , 335
198 3 , 4 0 , 9 124 2 , 390 97 1 , 3 0 , 4472 0 ,'217 1 99 3 , 5 0 , 91 70 2 , 446 98 1 , 4 0 , 4518 0 , 230 0 , 9262 2 , 568 20'1. 3 , 5
1 03 1 ,4 0 , 4748 0 , 294 202 3 , 6 0 , 9308 2 , 635 104 1 , 5 0 , 11794 0 , 307 203 3 , & 0 ,9354 2 , 706 1 09 1 , 5 0 , 5025 0 , 374 204 3 , 8 0 , 9400 2 , 783 110 1 , 6 0 , 5071 0 , 387 206 3 , 8 0 , 9492 2 , 954 114 1 , 6 0 , 5256 0 , 441 207 3 , 9 0 , 9538 3 , 051 1 1 5 1 , 7 0 , 5302 0 , 455 208 3 , 9 0 , 9585 3 , 161
0 , 5626 209 4 , 0 0 , 9631 3 ,,281 122 1 , 7 0 , 553 210 4 , 2 0 , 9677 3 , 41 7 1 23 1 , 8 0 , 5672 0 , 567 21 1 4 , 3 0 , 9723 3 , 572 134 1 , 8 0 , 6178 0 , 731 213 4 , 3 0 , 9816 3 , 99 135 1 , 9 0 , 6224 0 , 746 21t1 t1 , 6 0 , 9862 4 , 27 1 36 1 , 9 0 ,6270 0 , 762 215 4 , 8 0 , 9908 4 , 68 137 2 , 0 0 , 6316 0 , 778 216 4 , 9 0 , 9954 5 , 38
• Все пропущенные значения Хт имеют веЮiЧИНУ, равную верхнему значению Хт.
Рис. 36 . Распределение экстремальных значений логарифма энергии землетрясений по пятидневным интервалам за 1956-1959 гг. Прямая ли-
ния - распределение Гумбеля
Вычислим Р (х) для х = 5 .
у = 1 ,295 (5 - 1 ,393) = 4,67; Р (х) = 0 ,9907.
р (х) находим по табл. 3 Приложения. Отсюда Р (х ). 5) = 0 ,0093 для пя., тидневного инт�рвала. Имея в виду, что Р2 � Рl (вероятность иметь два землетрясения в пятидневном интервале - величина бесконечно малая более BblCOI,OrO порядка по сравнению с вероятностью одного землетрясения) , найдем среднее число землетрясений с k ). 15 (х ). 5) в год.
, 365 N15 = -5- Р (х ). 5) = 73 . 0 ,0093 = 0 ,68.
Аналогично для Ni4 У = 1 , 295 (4 - 1 , 393) = 3 ,38 ; Р (х) = 0,9665; N14 = 73 . 0 ,0335 = 2,44.
т а б л II Ц а 35
Сравнение распределения мю\Симальных значениii логарифма энергии глуБОIШХ ПЮШРО-ГИНДУI\УШСJШХ .землетрясениИ за 1956-1958 гг. ио пятидневным
интервалам с двойным ПOJщзательным распределелием Гумбелл
Число ГраниЦЫ разрядов на6люде-
по Х ниН mi
0-+-0 , 55 22 � 55-+-1 , 05 44 1 , 05-+-1 , 55 43 1 , 55-+-2 , 05 38 2 , 05-+-2 , 55 25 2 , 55-+-3 , 05 20 3 , 05+3 , 95 16
>3 , 95 8
с у м м а . . \ 216
Pi = г е-У' _ Ге-У,
0 , 104 0 , 203 0 , 188 0 , 1 85
0 , 11 5
0 , 091
0 , 074
0 , 040
(mi - nPi) 2 nPi mi - nРi nPi
22 , 5 -0 , 5 0 , 01 43 , 8 0 , 2 0 , 00 40 , 6 2 , 4 0 , 14
40 , 0 ..-2 , 0 0 , 10 24 , 8 0 , 2 0 , 00 1 9 , 7 0 , 03 0 , 00 16 , 0 О 0 , 00
8 , 6 -0 , 6 0 ,04
П р и м е ч а н и е. Число степеней свободы 1 = 8-2=5. При 5'Х-ном уровне 8начимости хо2 = =1,1 . 1 Следовательно , знспериментальные данные не противоречат теоретическом.у распределению.
5 * 67 .
Т а б л и ц а 36
МaIЮИ�Iaльil:ые значения' логарифмов энергии глуб1)IШХ Па�IИРО-ГИНДУI,УШСКИХ зе�lЛетрясениii за пеР,вые 5 �Iесяцев 1956 г.
по пятиднеВНЫ�1 интервалам
k = lg E, дж
1 1 , 8 1 0 , 7 1 2 , 0 1 0 , 8 12 , 7 1 2 , 2 1 2 , 5 13 , 0 1 1 ,7 .
1 1 ,8 11 , 7 12 ,2 1 3 , 0 1 1 , 3 1 1 , 0
-
1 , 8 3 , 24 0 ,7 0 , 119 2 , 0 4 , 00 . 0 , 8 0 ,64 2 , 7 7 , 29 2 , 2 4 , 84 2 , 5 6 , 25 3 , 0 9 , 0 1 , 7 2 , 89 1 , 8 3 , 24 1 , 7 2 , 89 2 , 2 4 , 84 3 , 0 9 ,0 1 , 3 1 ,69 1 , 0 1 ,00
1 1 I
k = lg E , дж
1 1 , 3 1 1 , 7 10 , 7 14 ,6 1 0 , 5 1 1 , 7 1 1 , 8 10 , 9 1 1 , 5 1 2 , 4 1 0 , 8 12 ,6 1 1 , 1 12 , 1 12 , 1
1 , 3 1 ,69 1 , 7 2 , 89 0 , 7 0 , 49 4 , 6 21 , 16 0 , 5 0 , 25 1 , 7 2 , 89 1 , 8 3 , 24 0 , 9 0 , 81 1 , 5 2 , 25 2 , 4 5 , 76 0 , 8 0 , 64 2 , 6 0 , 76 1 , 1 1 , 21 2 , 1 4 , 41 2 , 1 4 , 41
IJ С у м м а . . · 1 54 , 2 1 120 , 16
в действительности за 8 лет с 1 956 по 1 963 г , имеем
, 17 N14 = 8 = 2,12 ,
, 2 N15 = "8 = 0 ,25 .
Кат{ видно, для k > 1 4 мы получили вполне удовлетворительное согласие между результатом, полученным по пятимесячным наблюдениям, и реальной· повторяемостыо за 8 лет.
Попробуем вычислить повторяемости Ni4 и Ni5 для разных выБОРОI{. В табл. 37 даны ' результаты вычисления повторяемостей N;л и N{б
с помощью теории ЭI{стремальных значений и обычным способом при помоти графюш повторяемости.
Б последнем случае переход от N/. I{ N;' осуществляется по формуле
(55)
приведенной в нашей работе (ГаЙСIШЙ, 1 967б) . Кат{ видно из таблицы, разброс между полученными значениями повт'о
ряемостей Ni4 и Ni5 ' полученный двумя способами, примерно одинаков. Абсолютное же значение повторяемостей, полученных с помощью теории
ЭI{стремальных значений, неСI<ОЛЫ{О меньше и ближе к повторяемостям; устанавливаемым по многолетним данным. Мы уже УIщзывали, что по восьмилетним данным
Ni4 = 2 , 1 2 ; N1б = 0,25.
По тридцатилетним данным эти цифры выглядят так:
N'[4 = 2,75; Niб = 0,71 .
68
Т а б л и ц а 37 Определение повторяемостеii N'и и N'15 по пнтпмесячным выБОРRШI
глуБОIШХ ПаМИРО-ГИНДУI,УШCIШХ землетрясении
По теории экстремаль-ных 8начений
По графику ПОDТО- ПО теории экстремальных По графину повто-ряемости 8начений ряемости
N'I4 I N'15 N'и I N'15 N'14 I N'15 N'14 I N'15
2 ,44 0 , 68 3 ,14 0 , 97 I 4 ,67 1 , 80 6 , 95 2 , 82 2 , 80 0 , 93 3 , 32 1 , 1 1 3 ,57 1 , 27 3 , 83 1 , 30 3 , 98 1 , 35 3 , 85 1 , 29 3 , 18 1 , 12 3 , 55 1 ,25 2 , 80 0 , 78 4 , 65 1 ,69 3 , 16 1 , 06 3 , 40 1 , 17 3 , 84 1 , 39 3 , 36 1 ,06 1 , 78 0 , 54 1 , 75 0 ,49 5 ,47 2 ,40 5 , 81 2 , 31 5 , 59 2 , 60 3 , 73 1 ,30 3 , 60 1 , 35 3 , 52 1 , 17 1 , 53 0 , 39 1 ,97 0 , 57 3 , 58 1 , 13 3 ,45 1 ,08 2 , 80 0 , 95 4 , 09' 1 , 43 2 , 37 0 , 72 3 ,52 1 ,�9 2 ,26 0 , 75 2 , 61 0 , 86 2 , 55 0 , 81 2 , 85 0 , 90
Средиее 3 ,26 1 , 16 3 , 65 1 , 26 uN 1 , 1'1 0 , 58 1 , 19 0 , 54
Завышение, полученное особенно для повторяемостей землетрясений с k ;> 15 , указывает, вероятно, на отклонение распределения землетрясений по энергии от прямой линии. В связи с этим имеет смысл определить также угловой ноэффициент графИIЩ повторяемости 1' .
I\ан видно из табл. 38, значения 1', получаемые обоими способами, одинановы, разброс же значений l' при использовании схемы графина повторяемости без учета 'весов ТОЧeI{ минимален.
у кажем путь перехода от .Параметра а распределения Гумбеля !{ угловому !{оэффициенту графИIЩ повторяемости. Допустим, мы рассматриваем распределение lc = 19 Е по недельным интервалам. Тогда среднее число
Т а б л и ц а ·38 ��.
Значения " полученные двумя способами, для пнтим€сячных выборOl( землетрясений ПаМИРО-ГИНДУI(УШCIюii зоны
По теории По теории
По графину По теории
По графину По графину энстремаль- Эllс'rремаль-энстремальных повторяемости ных повторяеью- ных повторяемо-
8начений значений сти значений сти
0 , 57 0 , 51 0 , 50 0 , 50 0 , 48 0 ,46 0 , 48 0 , 48 0 , 53 0 , 47 О , :'А 0 , 55 0 , 47 0 , 48 0 , 50 0 , 50 0 , 3� 0 ,46 0 , 54 О ,М 0 , 36 0 , 39 0 , 60 0 , 5!1 0 ,45 0 , 50 0 , 50 0 ,47 0 , 48 0 , 116 0 , 35 0 , 40 0 ,46 0 , 45 0 , 49 0 ,48 0 , 113 0 ,48
I I Среднее 0,48 0 ,48 uy 0 , 08 0 , .0';
I , 1
69
землетрясений k-ro Iшасса в год N k находится из усл овия N,k = NoP k, (56)
Pk = Р [k < х < (k + 1 ) ] = е-е-а (Ii+1-r) _ гга (k-q) , No = 52.
"У'равнение (56) будет, очевидно, справедливо лишь в случае, если вероятность P� {дважды попасть в интервал [k, k + 1 ] } будет мала по сравнению с P k• "У'казанное условие будет выполнено при малых Pk• Используя формулу (56) , можно найти угловой ноэффициент графина повторяемости у нан логарифм отношения N k/N 1'�1' Разложим фуннцию е-е-а (k-q)
в ряд -2а (k-q) -з" (k-q)
е-е-а (li-q) _ 1 _. е-а (k-q) + е _ е + - (57) - 21 31 · · · · · ·
При а (k - q) > 1 в разложении (57) можно ограничиться двумя членами ряда. Тогда
Аналогично
Отсюда
Итан ,
N k = N о [ е-га (k+1-q) _ е-е-а ( k-q) ] =
= N о [ г" ( Ii-q) - е-а (lю-q) ] = N ое-а (li-q) (1 - га) .
r = 19 � = 19 еа = Crx , где С = 19 е = 0 ,4343. Nk+1
l' = Са. (58)
Табл. 38 говорит о возможности прантического применения формулы (58) , тю{ IШI{ она была нами использована при вычислении параметра l' на основании ЭI{стремальных значений энергии землетрясений.
Теория энстремальных значений, ню{ мы видели из табл. 37 и 38 (используя только данные максимальных землетрясений) позволяет получать значения повторяемостей землетрясений и углового коэффициента графlша повторяемости с точностью, не уступающей точности построения графИIШ повторяемости по полному числу наблюдений.
В связи с оцею{ой параметра l' следует уназать на способ определения этого параметра на основании вычисления среднего значения л1 или k в имеющейся выборке, предложенный недавно "У'тсу (Duda, 1965) и обоснованный Ани (Aki , 1965) .
Иными словами, l' или Ь можно вычислить по формулам 19 е у = ---- , k - ko
ь = =-=-=lgc...:e_ М - Мо
(59)
"У' назанные оцеюш l' и Ь есть оценни мансимального правдоподобия. Имея это в виду, легно интерпретировать свойство последовательностей афтершонов, обнаруженное недавно Ломнитцем (Lomnitz, 1 956). Средняя магнитуда землетрясений в последовательности афтершонов не меняется во времени. С ТОЧIШ зрения приведенного способа оценни парамеТрОR 'у и Ь этот результат энвивалентен выводу о том, что параметр '\' не меня{�тся на протяжении серии афтершонов. Формулы (59) , на наш взгляд, будут наиболее полезны для изУ,чения изменения l' во времени, ногда мы нР.из-
70
Т а б л и ц а 39 Числа=зе�шетрлсений разных Iшассов, использованные при определении
пара�Ieтра r с помо�ыо теории :жтре�шльных значений
дt, cymJi:U k \ \ I I \ \ 2 4 8 1() 30 60 90
I I 8 3 О О О О О 9 6 1 О О О I О
10 13 10 4 1 О О О 11 17 22 20 16 2 О О 12 7 1 2 1 7 18 36 7 3 13 О О 3 7 21 1 8 13 14 О 1 1 3 12 I 10 17 15 О О О О 1 1 1
./
r 0 ,42 0 , 50 0 , 52 0 , 57 0 , 71 0 , 68 0 ,66 Число случаев 20 10 5 2 2 1 1
бежно сташшваемся с малыми выборками. Весьма интересным и практичеСIШ важным является знание поведения графика провторяемости в области землетрясений высоких энергий. Попытаемся исследовать наличие нелинейности в правой части графика повторяемости с помощью теории экстремальных значений, не требующей достаточно полных данных для анализа. Будем изменять длину основного интервала I1t, для I{OTOPOrO берем МaJ{симальные значения энергии землетрясений. Длина интервала I1t, кю{ это видно из табл. 39, менялась от 12 суток до трех месяцев, при этом величина у изменялась от 0,42 до 0,71 .
Приведенные в таблице числа землетрясений разных классов, использованные при определении углового коэффициента графика повторяемости у, свидетельствуют об изменении этого l{оэффициента при больших k.
Приведем еще две ЭI{спериментальные l{ривые распределения максимальных значений энергии землетрясений (рис. 37 и 38) . Из рисунков видно, что кривые выпуклы в сторону возрастания энергии землетрясе-
Рис. 37 . Распределение Эl{стремальных значений логарнфма внергии глуБОI<ИХ землетр\rсений Памиро-Гиндув:ушсной зоны по полуыесячиым I1нтер-
валам
-z (} z о !/
71
1l,5 1l,8 Il,.'l 1l,J5 Il,!/J Р(х) -2 IJ 1 If !!
Рис. 38 . Распределение Эl\стремальных значений магнитуд сильных землетт;лсений Земли
ний, если не обращать внимания на конечные участки кривой распределения, где большую роль играет случайное рассеяние. Это говорит о закономерном возрастании а, а значит и "r с увеличением энергии землетрясений.
Кривая рис. 37 , построенная по наиболее надежным данным, может служИ'!;'Ь в качестве калибровочной для перехода от повторяемости относительно слабых землетрясений к повторяемости сильных. Приближенно для этого можно пользоваться линейной зависимостыо у = а (х - q) или более точной нелинейной экспериментальной кривой.
§ 3. О RAPTAX СЕИСМИЧЕСRОИ АRТИВНОСТИ
Карта сейсмичеСI{ОЙ активности является, пожалуй, наиболее важной харан.теристикоЙ. сеЙсмического поля. Переход от дискретного расположения эпицентров I{ непрерывному распределению сейсмической aI{ТИВНОСТИ и возможность количественной оценни повторяемости землетрясений различной энергии не исчерпывают еще всех ее достоинств . Применение палетон с таними площадями, в пределах которых сейсмичесное поле может рассматриваться нак статистичеСI{И однородное по пространству и времени, и гипотезы эргодичности дают возможность статистичеСl{И оценивать повторяемость землетрясений. Ввиду слабой I{орреляционной связи между землетрясениями гипотеза эргодичности очень вероятна для сейсмичеСI{Ого поля. Если гипотезы нвазиоднородности и эргодичности имеют место, то нарта сейсмичесной ан:тивности дает непосредственное представление о повторяемости землетрясений в будущем.
Точность .определения aI{ТИВНОСТИ в данной ТОЧl{е карты определяется разностыо между наблюденным значением А и ее математичесним ожиданием а. Оцею{ой точности может служить, IШI{ обычно, среднее нвадратичное отнлонение
(60)
Посколы{у мы имеем дело лишь с одной реализацией сейсмичеСI{ОГО поля, то оцеюш (60) может быть сделана или исходя из значений антивности в разные промеЖУТI{И времени или на разных учаСТIШХ, БЛИЗIШХ I{ исследуемой ТОЧI{е.
В том и другом случае математичеСI{ое ожидание а, неизвестное нам, заменяется выборочным средним А t или А• (средним по време�и или по �ощад�) и БА рассчитывается по формуле
(61 )
в силу гипотезы об эргодичности поля оценни с помощью пространственного и временного осреднения ЭIшивалентны б� = б t, I{aI{ И А t = Аз. 72
Действительно, средние Iшадратичные ОТIшонения а t для четырех небольших площадок мы получили равными 1 , 7 ; 1 ,8 ; 0,8 и 1 ,9 . В то же время соответствующие значения аз были равны 1 ,5 ; 1 ,8 ; 1 ,0 и 1 ,9.
Следовательно, точность определения сейсмической активности в некоторой ТОЧI{е (т. е . на площадке в 100 nJtt2 ОIЩЛО этой точки) может быть легко рассчитана исходя из формулы, служащей для определения А и средних квадратичных ОТIшонений aN, вычисленных из значений Ni для различных промежуТIЩВ времени.
На практике для расчета ю{тивности наиболее часто применяется формула (17)
1 А = n � mIi.Nk. Однако для вычисления долговременной сейсмической активности формула (20) , выведенная Ю. В. Ризнич�нко,
А = (1 - 10-у) L:.N h нам кажется' более целесообразной.
В самом деле, средние квадратичные погрешности определения сейсмической ю{тивности А по формуле (17) будут равны
б ' = !i "11 Al;10+Y (1,-1) -__ '"1. n у �.
в то же время для формулы (20)
БА = R YA ( 1 - 1 0-У) .
(62)
(63) Формулы (62) и (63) выведены без учета возможных ошиБОI{ в величи
не '\', тю{ IШI{ на прю{тике для вычисления ю{тивности обычно берут максимум 3-4-го Iшасса землетрясений. В/ тю{ом случае, ню{ поназали расчеты, ошиБI{ами в активности вследствие неточности '\' в первом приближении можно пренебречь. Легко заметить, что ошибни, рассчитанные по формуле (63) , оказываются меньше рассчитанных по формуле (62) . Это зюшючение было проверено и прю{тическими расчетами, I{OTOpbIe подтвердили его правильность. Rющв же рецепт выбора оптимальных размеров палетки? Надо применить следующее правило.
ПалеТIШ должны охватывать таную площадь (объем) зоны, на I{ОТОРОЙ сейсмичеСI{ая активность одинакова, а кажущиеся изменения ю{тивности могут лежать лишь в пределах ее случайных флунтуациЙ. Размеры, форму и ориентацию палетю! леГI{О определить из условия as = а t. Форма, размеры и ориентация палетки должны быт.ь тющвыми, чтобы ее площадь была при этом мансимальноЙ. ,
Исходя из этих соображений, С. Ш. Икчурина (ГаЙСIШЙ, ИI{чурина, 1967) построила нарту сейсмичеСI{ОЙ ю{тивности глуБОIШХ Памиро-Гиндукушсних землетрясений с помощью палеТI{И площадью в 1000 nJtt2, I{оторая. удовлетворяет указанным выше условиям (рис. 39) . На I{apTe, I{pOMe изолиний сейсмичеСI{ОЙ активности, изображены также изолинии точности определения юпивности в каждой точке.
Средняя квадратичная погрешность ю{тивности А определялась при этом по формуле
(64)·
где n = 10 - число' элементарных Iшетон по площади палеТI{И; т = 6 -число лет наблюдений, использованных при построении нарты.
Мы полагали, что сейсмичеСI{ое поле обладает свойством эргодичности И соответствующие оцеНI{И средних и дисперсий могут быть получены осреднением по координатам и времени, тю{ ню{ поле по этим переменным обладает свойствами статистической однородности.
73
Рис. 39. Карта сейсмической активности глубоких земле1" рясений :Памиро-Гиндукymской зоны (изолинии AIO на
100 к.м2 В год И cr А,,)
Приведем еще рис. 40, иллюстрирующий способ сглаживания деталей карты. Если детали изолинии А1 оказываются в пределах сейсмической Ю{тивности А1 + О'А, то на карте они не отмечаются, а сглаживаются. Детали,
Рис. 40. Схема сглаживания деталей карты сейсмичеCIШЙ
активности
выходящие за пределы точности вычисления сейсмической aI{ТИЮIОСТИ, на нарте сохраняются. Построенная ТaIШМ образом нарта сейсмической активности имеет оцею{у точности ее определения в каждой точке, точности проведения изолиний и оценки размеров деталей карты.
§ 4. Q КОНТРОЛЕ ОЦЕЮ\:И ПОВТОРЛЕМОСТИ 3ЕМЛЕТРЛСIШИЙ ПО КАРТАМ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
Оцею{а точности определения повторяемости сильных землетрясенийнаиболее трудная задача при изучении сейсмического режима. Это связано, с одной стороны, с малым !{оличеством информации о сильных землетрясениях и; следовательно, с малым н:оличеством информации о поведении графика повторяемости в области нелинейности, а с другой - с трудностыо проверки статистических оценок. Попытаемся оценить:Точность определения повторяемости землетрясений на карте сейсмической активности. При этом вопрос можно ставить двою{о: !{ак карта сейсмичесной активности определяет повторяемость землетрясений той же силы, что и землетрясения, по I{ОТОРЫМ !{арта построена? С другой стороны, и это наиболее интересно, !щ!{ определяются повторяемости сильных землетрясений? Сопоставим сначала повторяемость землетрясений с k ;> 10 за 1962 и 1963 гг. с картой сейсмической aI{ТИВНОСТИ , построенной по материалам 1956-1961 гг. Для такого сопоставления разделим территорию Памиро-Гиндукушской зоны на 12 зон, в пределах !{оторых сейсмическая активность примерно постоянна. В табл. 40 даны повторяемости землетрясений с k > 10
74
;м ВОНЫ
1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6
7 7 8 8 9 9
10 10 1 1 11 12 12
Т а б л и ц а 40 Сравнение рассчитанных повторяемостеii N о зе�lЛетрясениii и наблюдавщихся в 1962-1963 ГГо чисел N зе�lЛетрлсениii
с Те >- 10 по 30Ha�1
No N N N - No в ГОД за 1962 г. за 1963 Г. tJ.N = �о 2З ,6 tJ.N2
22 ,0 33 11 , 8 139 30 8 ,6 74
24 ,0 38 13 , 8 189 29 4 , 9 2!1
36 , 2 31 .-3 ,4 � 12 37 0 , 5 О
23 ,4 25 � , 6 3 18 -5 , 5 30
20 , 8 21 0 ,2 О 21 0 , 2 О
20 ,0 16 · -4 , 7 22 29 10 , () 116
19 , 8 14 -6 , 9 48 23 3 , 8 1 5
40 , 7 34 -3 , 9 15 38 -1 ,6 2
18 , 8 16 -3 , 5 12 11 - 9 ,8 96
14 , 0 14 О О 5 ,-15 ,' 2 2"29
26 , 5 22 -4 , 0 16 25 -1 , 3 2
15 , 8 17 1 ,8 3 14 -2 , 7 7
С у м м а . о о о о о . 1 u�N = 46 1 '1054
в течение одного года по нарте сейсмичеСIШЙ aI{ТИВНОСТИ, а также наблюдаемые за 1 962 и 1963 гг. числа землетрясений указанной энергии.
Чтобы сделать оценку точности определения ИСIШМЫХ повторяемостей, мы привели разности д.N к среднему по всем З0нам числу землетрясений в год N = 23,6. Разность между рассчитанными N� и наблюдавшимися Nt повторяемостями можно оценить величиной дисперсищ
О чевидно, что
� (Л i - N�)2 G�N = ---,-,,------12
( 65 )
где o� - диспереия рассчитываемой повторяемости; O'Fт - дисперсия наблюдаемых чисел землетрясениЙ. Для рассматриваемого случая землетря-сений с k ;> 10, O'�N = 46, O'� = 10 и O'Fт = 29. Согласие нужно признать удовлетворительным, имея в виду, что О'а2 � 9. /
N
75
JIr. ЗОНЫ
1 2 3 4 5 6 7 8 9
'10 11 12
Т а б л и ц а 41 Исходные данные для оценки точности расчета
повторяемости зем�етрясениii с lе ;;;' 13
No N . N - No за 1956- I1N = --W;- ' 5 , 7 I1N2
за 8 ;лет -1963 ГГ.
5 ,3 7 1 ,8 3 ,2 5 8
, 1 3 7 , 1 50,0 8 ', 7 13 2 , 8 7 , 9 5 , 7 6 0 , 3 0 , 1 5 ,0 7 2 , 3 5 , 2 4 , 8 10 6 ,2 38 , 0 4 , 8 2 �3 ,3 11 , О 9 , 8 1 � · 5 , 1 26 , 1 4 , 5 1 -4 ,4 1 9 , 7 3 , 4 2 ' -2 , 3 5 , 5
6 , 4 3 --3 , 0 9 ,2 3 , 8 3 -1 , 2 1 ,11
С у м м а . . � . . . . 1 cr1N = 16, 1 1 1 77 , 3
Перейдем к рассмотрению точности оценки повторяемости сильных землетрясений с k >- 13 . Необходимые для этого исходные данные приведены в табл. 41 . Сделаем некоторые пояснения. Если бы повторяемость сильных землетрясений в каждой из зон мы вычисляли бы, продолжая график повторяемости линейно в область землетрясений высоких энергий, были бы получены нереально большие значения ожидаемых повторяемостей. Достаточно СI{азать, что ' общее число ожидаемых землетрясений с k >- 1 3 было бы равно 123 по сравнению с 68 наблюдавшимися в действительности. Поэтому переход к повторяемости сильных землетрясений был сделан по формуле
1 N k ;;;. 13 = 33 1 N k ;;;. 10 , ,
полученной на основе кривой суммирования ':числа землетрясений (рис. 41) . Кю{ видно из табл. 41 , расхождение между рассчитанными и действи
тельными числами сильных землетрясений довольно значительно. В самом деле, alN представляет собой сумму дисперсии расчета и дисперсии наблюдаемых величин. Для землетрясений с k >- 12 мера рассеяния повторяемо-сти R < 1 . Возьмем крайнюю величину R = 1 , тогда при N = 5 ,7 и
a� = 5,7 и a� = alN - a� = 1 0,4. Точность расчета мы должны признать неудовлетворительной, тю{ как
его дисперсия превышает в два раза дисперсию наблюдаемой величины. Причину этого можно ИСI{ать в различном поведении графика повторяемости для разных зон. Попытаемся поэтому определить повторяемость сильных землетрясений с помощью теории экстремальных значений, применив ее к наблюдениям каждой из 12 зон. Мы определили повторяемость сильных землетрясений на основании наблюдений 1 956-1959 гг. и сопоставили ее с числом сильных землетрясений в 1 960-1963 гг. Полученный результат приведен в табл. 42. Н.ак видно из таблицы, применение теории экстремальных значений, т. е. учет возможной нелинейности графика повторяемости для каждой зоны, улучшает сходимость рассчитываемых и
76
?
I
(J I{} 1I
Lg1:г-----�--------,
"" о 00
==
!l L-L-----------'-==� !о 1,5 !(
Рис. 41. Кривая суммирования глуБOI{ИХ ПаIl1ИРО-ГИНДУКУШСIШХ зеll1летрясений
I 2
I
(} J L-� __ -L __ � __ L-_-J 12 /3 !а 1'.. lfJ I! 12 I] IJ.!H
Рис. 42. Кривая СУМll1ирования для одной ИЗ ю{тивных локальных зон
Рис. 43. Кривая суммирования для второй . ю{тивной ЛОIШЛЬНОЙ зоны
I
(} L-� __ -L __ � __ � 10 !! 12 !] 1<
Рис. 44. Кривая суммирования для менее активной локальной зоны
/? /3 1(
Рис. 45. Кривая суммирования для второй менее активной локальной
зоны
r
Т а б л и ц а 42
Соiюставленпе числа сильных зе�шетрнсениii, рассчитываемых с помощью теории ;жстремальных значений,
с фантичеCIШ пабmодаемым
;м зоны
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 1 1 12
I No за четы- / N зз 1960- / ре года -1963 гг.
i' , 0 5 6 ,8 7 7 ,2 4 4 , 2 2 3 , 8 3 4 ,2 6 1 , 7 1 1 , 6 1 1 ,8 "1
I 2 , 3 О 2 , 0 1 1 ,8 2
!!N
2 , 0 4 , 00 0 , 2 О , О!
,-3 ,2 1 0 , 24 -2 ,2 4 , 8i - 0 , 8 0 , 64
1 ,8 3 , 24 -0 , 7 0 , 49 -0 , 6 0 , 36 -0 , 8 0 , 6i -2 , 3 5 , 29 � 1 , 0 1 , 00
0 , 2 O , Oi
С у м м а I 30 , 82
реальных величин. Так I{aI{ N = 2 ,75, то при R = 1 из (65) :мы получим a� = 0,05. Это говорит, с одной стороны, о хорошей оценке повторяемости землетрясений с k :> 1 3 с помощью теории Эl{стремальных значений, с другой,- что значение R для этих землетрясений, вероятно, меньше единицы.
Разное поведение графИI{ОВ повторяемости в отдельных зонах для землетрясений высоних энергий подтверждают таЮI{е кривые суммирования, приведенные на рис. 42-45.
ИТaI{, повторяемость землетрясений ТaI{ОЙ энергии, где нелинейность графика повторяемости еще не сказывается, картой сейсмической активности дается вполне удовлетворительно. Что l{асается повторяемостей более сильных землетрясений, то для их оцеНI{И необходимо тщательное изучение поведения графИI{а повторяемости в области высоних энергий для l{аждого локального района.
r :I а в а уу
ОСОБЕННОСТИ СЕЙСМИЧЕСI{ОГО РЕЖИМА НОРОВЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
§ 1. ГРУППИРОВАНИЕ 3ЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
Давно известно, что после сильного корового землетрясения в течение более или менее длительного времени происходят повторные ТОЛЧIШ, интенсивность и частота которых постепенно ослабевают. Первые же исследования распределения землетрясений во времени показали, что причиной ОТIшонения распределения землетрясений от закона Пуассона являются афтеРШОIШ сильных землетрясений (Wanner, 1937 а, б) . Кроме того, в основном японские исследователи отмечали появление в некоторых местах роев землетрясений, I{огда в течение неноторого непродолжительного времени на ограниченной площади происходило аномально большое число сравнительно слабых землетрясений без ГЛaJЩОГО ТОЛЧI{а, I{aJ{ это бывает в серии афтеРШОI{ОВ .
Проводя дет.альные исследования сейсмического режима ТаДЖИIшстана 1, KaTOI{ рассматривала вопросы группирования землетрясений и при этом обнаружила, что иногда группа землетрясений насчитывает небольшое число толчнов и если объединить серии афтершOI{ОВ , группы землетрясений и даже одиночные землетрясения, то они составят одну нривую распределения групп п'о числу землетрясений в группе. Каток построила таиие кривые для землетрясенийl rapMCI{OrO района Таджииистана 'и РаrYHCI{oro учаСТIШ этого района.
Как видно из рис. 46, где изображена кривая для ParYHCI{oro учаСТI{а, распределение может быть описано формулой
(66)
где N - число толчков в группе; mN - число групп с данным N. А. п. Каток приводит следующие цифры для параметров кривой (66)
для rapMCI{OrO района: а = 3,82 ; � = 3,14 и для Рагунсного участка: а = 3,03 , � = 3,05. Автор (Каток , 1965а) исследовала таюке поведение меры рассеяния повторяемостей R для различных совоиупностей норовых землетрясений (рис. 47) . Кан видно из рисушш, среднее значение величины R существенно отличается от единицы и падает с увеличением энергии землетрясений. В этой же работе определяется причина неустойчивости и больших значений R, ЗaIшючающаяся в группировании коровых землетрясений.
Таким образом, ·Каток делит землетрясения Таджикистана на групповые и негрупповые. По ее данным, к групповым землетрясениям относится
1 А. п. :к а т о к. Некоторые вопросы анализа сейсиичеСI{ОГО режима ТаджИ!шстана. Дисс. , Ин-т физини Земли АН СССР, 1966 .
79
,Lg mг--_______ ; .J
Рис. 46. Распределение групп землетрясений Рагунсного уча
CTI,a по величине группы
R 5 г---------�
5 7 8 J I(} !! 1{
Рис. 47. 3ависимость R от k 1 , 2, 3 - !{ривые изменения R при 1 О О , 1 50 и 200 толчках COOTBeTcтneHHO; А для среднего, Б - нижнего , В - верх-
него значений R
примерно 50 % землетрясений республики. При этом из 28 сильных (k > 1 3) землетрясений 1 3 относится н групповым.
В этой же работе дается рецепт правильной оценни сейсмичеСI{ОЙ антивности при наличии групп землетрясений. Если CPOI< наблюдений превосходит средний срок повторения групп, нужно учитывать все землетрясения, ню< групповые, так и негрупповые; если же этот CPOI{ меньше периода повторения групп, то при определении сейсмичеСI<ОЙ aI<тиiшости берут все негрупповые землетрясения и I1N k из числа группирующихся
I1N . = N,;t (67) /. Тг ' IJ
где N k - число землетрясений k-ro Iшасса в группе; Тг - средний период повторения групп на рассматриваемой площади S; t - время наблюде-ний. I
I{aToK вычисляла I<орреляцию между числами группирующихся и негруппирующихСЯ землетрясений и нашла, что I{орреляция растет по мере увеличения общего числа землетрясений в рассматриваемых выборIШХ . Угловые ноэффициенты графИI<ОВ повторяемости группирующихся и негруппирующих�я землетрясений ОI{азались близкими. Группирование землетрясений является одним из основных свойств совокупностей землетрясений, поэтому наряду 6 графиком повторяемости, нартой сейсмической антивности и законом распределения землетрясений во времени, I<РИвая, построенная RaTOI{ , должна быть одной из основных харантеристИI{ ,сеймичесного режима района. Приведем аналогичные нривые для ны{оторых других районов (рис. 48) .
Кан видно из рисунка, значения � несколы{о отличаются для разных районов. Для более сильных землетрясений и менее сейсмически антивных районов значение � оказывается большим по абсолютной величине. 'Этому можно найти весьма правдоподобное физичеСI{ое объяснение, но от него стоит воздержаться из-за возможной зависимости степени группирования от рецепта виделения группы.
Оценка параметра группирования может быть проведена танже срав'нением общего числа группирующихся землетрясений с числом землетрясений одиночных. В самом деле, из (66) следует, что
mN = 1 0oc N-f3,
;80 II
�9 mг----�_--т--___ т--_---, J' +
�+ \ � 'v-+', - -Нl- + [! '------<1m-_-..l.
/ IJ / tl !
о ! + 2 u J • 1;.
(j f L!1 N Рис. 48. Распределение групп землетрясений разпых районов по величине ГРУIIПЫ 1 - Приuай[,алье, k ;;;" 7 (данные Боровик); 2 - Прибайкалье;, k ;;;" 8 (данные Боровик); 3 - Алтае-Саянсная зона, k ;;;" 6 (район:работ RСЭ
ифз); <1 - Япония, М ;;;" 6
где m1 = 10ОС очевидно будет числом одиночных землетрясений. Вычислим общее число групп (принимая одиночное землетрясение за {(группу>} из 0)];-ного землетрясения) .
00 00 m r, = � 10ocN-(3 = ml � N-(3 = ml� (� ) , N=l N=l (68)
где � (�) - дзета-функция Римана (см. , например, Янке, Эмде, Лещ 1964). Общее число всех землетрясений N r, аналогично можно представить в ви)];е
00 00 00 Nr, = � NmN = � 10"N N-{3 = 10" � Nl-{3 = ml� (� - 1 ) . (69) N=l N=l N=l
Отсюда, сопоставляя mr, и N r" леГI<О найти параметр � с помощью таблиц дзета-функции Римана � (�)
q (�) = � (� - 1) Для удобства приведена таблица значений q (�) (табл. 43) .
2 , 0 2 , 1 2 ,2 2 ,3 2 /1 2 , 5 2 , 6 2 , 7 2 , 8 2 , 9 3 ,0
6 В. н. ГайСНИЙ
� (�) Значенил фующии q (�) = � (� _ 1 )
q (�) q (�)
О 3 , 1 0 , 759 4 , 1 0 , Н8 3 , 2 0 , 782 4 , 2 0 ,267 3 , 3 0 , 805 . 4 , 3 0 , 365 3 ,4 0 , 822 4 , 4 0 , 445 3 , .5 0 , 840 4 , 5 0 , 513 3 , 6 0 , 855 4 , 6 0 , 570 3 , 7 0 , 867 4 , 7 0 , 621 3 , 8 0 , 880 4 , 8 0 , 662 3 , 9 0 , 891 4 , 9 0 , 698 4 , 0 0 , 900 5 , 0 0 , 731
Т а б л и ц а 43
q (�)
0 , 908 0 , 918 0 , 923 0 , 930 0 , 937 0 , 943 0 , 946 0 ,952 0 , 955 0 , 957
(70)
81
Распределение числа землетрясений по числу повторных толчков определенного диапазона магнитуд ранее исследовалось Соловьевыми (1962) , . -t. (N +�)· 1 которые нашли, что оно имеет вид Р (N) = ле 2 , где л = -=- , - N N - среднее число повторных ТОЛЧI{ОВ .
При этом главные землетрясения брали лишь определенной магнитуды М о ± 1/4, а повторные точки ограничивались интервалом магнитуд (МО, МО - 2) . Это , безусловно, достаточно строго для изучения подобия в ЯВJ,Iении афтеРШОl{ОВ , но при прю{тичеСl{оМ применении вряд ли удобно.
� I Рис. 49. Типы последовательuостеii зем
летрлсениii (по Моги)
а - афтершоковая последовательность; 6 -форшок-афтеРШOl,оваFI ПОСJIедоnатеJIЬНОСТЬ;
" - рой
Вид функции получился иным, вероятно, вследствие того, что не учитывались повторные ТОЛЧЮI .землетрясениЙ более высоких магнитуд, группы без главного землетрясения, а таюке ГРУППfl, связанные с главным земле· трясением магнитуды 111 в интервале (1110 - 1/4, 1110 - 2) . ' .
Если же ориентироваться на кривую распределения (66) , то из среднего числа повторных толчков k, относя !{ ним И группы землетрясений без одного наиболее сильного толчка, можно получить параметр �
k = � (� - 1 ) - 1 ( 71 ) � (�) - 1 .
Интересно, не могут ли изредка появляться группы с таким большим l{оличеством толчков , что среднее число толчков в единицу времени станет аномально большим? В наших выбор!{ах (рис. 48) параметр � не уменьшается больше, чем до 3. А, !{ак известно, дзета-:функция ограничена при � > 1 . Поэтому даже при бесконечном возрастании числа г.рупповых толчНОВ В соответствии с ЗaI{ОНОМ (66) их среднее число в единицу времени остается ограниченным.
Характер групп землетрясений детально изучал :Моги (Mogi , 1963а,б) , сопоставивший их свойства со свойствами последовательностей разрывов в образцах разной гетерогенности при разных способах приложений давления. Моги различает три типа последовательностей землетр�сений, схематичеСI{И изображенных на рис. 49. Первый тип - главный ТОЛЧОI{ происходит внезапно и сопровождается серией последующих толчнов. Струнтура материала гомогенная, распределение внешнего давления однородное.
Второй тип - последовательность, начинающаяся фОРШОIШМИ. Затем следует главный толчо!{ и серия афтершоков. Струнтура материалэ. более гетерогенная, чем в первом случае, внешнее давление неоднородное.
Третий тип - рой землетрясений, CTPYI{Typa чрезвычайно гетерогенная, давление очень I{онцентрированное.
Моги рассматривал пространственное распределение и частость наблюдения· различных типов последовательностей. Он нашел, что примерно 4 % землетрясений сопровождается форшоками, число землетрясений, сопровождаемых определенным числом афтеРШОI{ОВ , растет с :И и падает с увеличением глубины очага, пространственное распределение п·оследоватеЛ:Q.НостеЙ 2 и 3-го типов достаточно БЛИЗI{О. Районы, в ноторых наблюдается большое I{оличество последовательностей и 2 и 3-го типов , отлича-ются большой трещиноватостыо земной норы.
'
Проблема изучения явления группирования наиболее важна в настоящее время. Внутри этой проблемы, I{pOMe уже затронутых, можно выделить следующие основные вопросы.
82
1 . Имеет ли группирование по преимуществу прострсtПственный, временной или пространственно-временной харю{тер? В первом случае, ноторый может быть связан с наличием определенных раз навсегда существующих ослабленных зон, главная задача состоит в выявлении этих зон. Группы землетрясений и приурочены в основном н этим ослабленным зонам или очагам. Во втором случае, основную роль играет временная ю{тивизация сейсмичеСI{ОГО реж·има , I{оторая может быть связана с занономерными или случайными изменениями интенсивности тентоничеСI{ОГО процесса на больших площадях . Третья возможность связана с эффентом усиления I{онцентрации напряжений вблизи возниншего разрыва в течение определенного отрезна времени, после ноторого разрыв залечивается.
2. Можно ли пространственно-временной объем НeI{ОТОРОЙ сейсмоакт ивной области разделить на две части - прЬстранственно-времеННЬ1е участни антивизации, связанные с сильными землетрясениями, и сейсмичt:JСНИЙ фон? Если тю{ое деление возможно , то одинанов ли фон после разных случаев антивизации? Rю{ово соотношение между объемами антивизации и фона?
3. Кан меняется площадь и время действия группы с энергией землетрясения?
R сожалению, лишь по второму вопросу можно привести результаты, в частности, работы Яманавы и его ноллег (Yamakawa , Котае, Kobayashi , 1 965) , I{оторые рассмотрели и сравнили афтершоновую активность с нормальной сейсмичесной антивностью района ' МиядзаЮI (о-в Rюсю) за 1 926-1963 гг. В течение этого времени произошло восемь землетрясений с магнитудами от 6 ,2 до 7 ,9 , после ноторых сейсмичесная антивность в различные периоды неизменно возвращалась н нормальному значению.
Очевидно, подобные исследования необходимо провести для разных районов и разных диапазонов энергии землетрясений. Работы Rитагавы и др. (Kitagawa, Hyruya, Yazima, 1 941 ) , Асано (Asano, 1 965а, б) ПОIЩЗЫвают, что при этом трудно ограничиться простым анализом годовых ·чисел землетрясений, необходимо тщательно рассмотреть сильные землетрясения с их сериями афтеРШОI{ОВ , хотя бы в духе работы Ямакавы.
§ 2. ВОЗМОЖНЫЕ ГИПОТЕЗЫ И ПОДХОДЫ ДЛЯ ОПИСАНИЯ СЕйСМИЧЕСIИГО РЕЖИМА
НОРОВЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИй
Кан видно из изложенного , вопрос о стационарности сейсмичесного режима норовых землетрясений значительно более сложен, чем для глубоних. Однано пона мы можем тольно высназать по этому поводу достаточно правдоподоБНУI<) гипотезу и проверить ее правильность сопоставлением полученных выводов с соответствующим энспериментальным материалом.
Мы полагаем, что сейсмичесний режим можно разделить на две составляющие разного порядна: основные землетрясения, I{ ноторым относятся одиночные тоJiчни и ПО одному главному толчну из группы, И групповые ТОЛЧIШ. Сейсмичесний процесс нанопления упругих напряжений в земной норе или верхней мантии и их снятие во время землетрясений описывается главным образом заноном распределения основных землетрясений. Иначе говоря, в зависимости от харю{тера распределения неоднородностей, снорости деформации и механичесних свойств среды задается режим снятия упругих напряжений ю{тами землетрясений .-:. распределение во времени основных толчнов. В то же время процесс снятия отдельной порции напряжений может происходить или одиночным антом или более или менее протяженно в пространстве и времени (группа землетрясений) .
Аргументами в пользу разделения сейсмичесного процесса на две части разной значимости служат следующие обстоятельства.
6* 83
1 . Основные землетряс ения несут на себе подавляющую часть энергии процесса. Это особенно характерно для глуБОIШХ землетрясений, где явление группирования представляет собой редкое ИСlшючение.
2. ИСlшючение групповых землетрясений уменьшает дисперсию сейсмического процесса и приближает ее I{ процессу Пуассона, который характерен для совокупностей глуБОIШХ землетрясений и нормальных землетрясений в промежутки времени, когда ,отсутствуют группы землетрясений.
3. ПространствеIIНое распределение основных и групповых землетрясений в одной ТeI{Тонической зоне, кю{ мы увидим ниже, одинаково.
4. Распределение групп по числу групповых з емлетрясений подчиняется степенному ЗaIщну (66) , к IЩТОРОМУ могут быть отнесены и одиночные землетрясения.
СОВОI{УПНОСТИ основных землетрясений, мы полагаем, обладают свойством статистической квазиоднородности и их можно описывать приемаМИ1 .изложенными в главе I I I .
ИТaI{ , по нашим представлениям, стационарное течение сейсмичеСI{ОГО процесса все время прерывается группами землетрясений, которые, если рассматривать достаточно большой по сравнению с продолжительностыо групп интервал времени, распределены по определенному закону и органически входят в стационарный сейсмичеСI{ИЙ процесс. Однако если мы охватываем наблюдениями (кю{ это часто бывает на практике) небольшой участок сеЙСМОaI{ТИВНОЙ зоны и небольшой интервал времени, то за это время сейсмический режим не носит стационарного характера. ТaI{ОЙ случай, например , имел место для ГаРМСIЩГО района ТаДЖИКСIЩЙ ССР после ХаИТСI{ОГО землетрясения 1 949 г. Исследуя распределение групп разной энергии Еу:, по продолжительности Тг и площади Sr, мы будем знать площади и .периоды, к данным наблюдений которых нужно относиться с особой осторожностью. Если общий период используемых наблюдений ТВ мал (по сравнению с Тг) , ' то период Тг нужно исключить из рассмотрения; если же ТН � Тг, можно использовать все наблюдения. Это касаетсц площадей ПОРЯДI{а Sr. Если же надо оценить сейсмическую активность площадей SH, значительно больших, чем Sr, то здесь можно тю{же использовать все наблюдения.
ИТaI{ , произведение ТпSп должно быть намного больше произведения TrSr для того, чтобы период группы Тг был использован для хаРaI{теристики площади Sи по интервалу наблюдений Т н. Проиллюстрируем; I{aK можно использовать ВЫСlшзанные гипотезы для характеРИСТИI{И сейсмичеСI{ОГО режима ParYHCI{OrO района, который мы изучали в связи с предполагаемым строительством очередных гидростанций на р . Вахш. Под РаГУНСIШМ районом будем понимать участок IОжно-Тяньшанской эпицентральной зоны, ограниченный параллелями 380 00' и 390 00' с. ш. и меридианами 69 °15' и 70°15' В .д.
Чтобы использовать схему описания сейсмического режима, развитую . в главе I I I , необходимо выделить, групповые землетрясения. Распределение промежутков времени между глубокими землетрясениями и I{ОРОВЫМИ, I{огда нет ясно выраженных групп, достаточно хорошо следует показательному закону. Поэтому в начестве критерия группирования землетр я:сений МОЖНQ взять тю{ое распределение промежутков времени, I{OTOpOe не случайно отличается от показательного.
Пусть для неноторой области S о мы имеем более или менее равномерное распределение активности со средпим промежутком времени между земле .. трясениями I1t. Найдем вероятность того, что два землетрясения произойдут одно за другим на расстоянии r через интервал времени I1t. Эта вероятность, очевидно , будет равна Р = 1 - e-Q, где
84
'Л.Дtг2 q = -=-- . дtSо (72)
Выбрав в качестве Р малую вероятность, СI{ажем, 0,005, найдем, что два землетрясения составят группу, если для них q будет меньше чем 5 · 10-3.
'
Аналогично, если мы имеем три землетрясения, происшедшие на протяжении интервала времени f't...t и на максимальном удалении r друг от друга , то для отнесения их R одной группе должно выполняться нера-венство
= 'JТ,дtг2 < О 073. q 2MSo ' (73)
Для группы из четырех землетрясений соответствующее условие имеет вид
q = 'JТ,дtг2 < 0 , 1 9 (74) ЗдtSо
и для n землетрясений
q = J(дtг2 <
_ ln ( 1 - 0 0051/11-1) . (n - l ) дtSо , . (75)
Использовав условия (72) - (75) , можно выделить групповые землетрясения. Оставив по одному землетрясению от каждой группы и присоединив их I{ негрупповым землетрясениям, найдем СОВОI{УПНОСТЬ событий, описывающих закономерность НaI{опления и снятия напряжений в земной I{ope.
Выбранные нами условия близки к правилу трех сигм (см . , например, Щиголев , 1962, стр. 214) и в ряде случаев, вероятно, изл ишне жеСТIШ. Однат{о лишь детальное изучение СОВОIчпностей группирующихся землетрясений позволит найти более обоснованные границы для выделения «основныХ» землетрясений, определяющих главное течение процесса. Кстати, не является ли предложенный способ выделения групповых землетрясений слишком формальным, Т . . е. исключена ли возможность объединения генетически не связанных ТОЛЧI{ОВ ? Чтобы попытаться ответить на этот вопрос, сравним расстояние между землетрясениями, объединенными нами в группы, с размерами очагов землетрясений СООТJ;lетствующей энергии.
Для сраВН8liия мы выбрали зависимость между площадью афтеРШОI{ОВ и магнитудой главного землетрясения, полученную Каток (1965б) , и оценку размеров очага слабых землетрясений по работе «Методы детального изучения сеЙсмичностИ» . Имея в виду, что отношение полуосей зон афтерпiоков обычно меняется от двух до пяти, мы преобразовали соответствующие формулы, подставив вместо площади зоны о чага и радиуса этой площади их выражение через большую полуось а . В результате для слабых землетрясений получена оценка
19 а . = 0,19k -- 1 ,6 ; (76) для сильных
1 19 a = 2 М - 1 ,8 , (77)
где а выражено в километрах. На рис. 50 изображены эти зависимости и экспериментальный матери
ал, относящийся I{ половине расстояний между I{райними толчками в группе. Кат{ видно из рисунков, толчки, отнесенные I{ групповым, располагаются на расстояниях, сравнимых с размерами очага землетрясений соответствующей силы. В трех случаях эти расстояния превышают средние размеры очага примерно в три раза. На наш взгляд, и в этом случае трудно полагать, что эпицентры объединены случайно . . В самом деле, ведь уравнения типа (76) -- (77) связывают средние размеры очага, в то время I{aI{ индивидуальные их размеры варьируют в довольно значительных пре-
�9 l. О (j 2
// � o О
[J t1Il 7 /() j{ 5 tf M
Рис. 5 0 . Зависимость между линейными размерами участка группирования и энергией и магнитудой основного земле·
трясения а - слабые землегрлсенил, прлмал ]g а = 0 , 1 9 " - 1 ,6 ; стреЛIЩ ука
зывают на веролтность меньшего а; б - сильные землетрm�еНIIЛ, прлмал ]!; а = 1/2 М - 1 , 8
делах. Далее, в случае группы, состоящей из нескольких землетрясений одинаковой энергии, энергия группы больше отличается от энергии основного землетрясения и должна выделяться в большем объеме. Кроме того , группа относительно близких по энергии землетрясений должна быть, по всей вероятности, связана с ббльшим объемом, чем группа, состоящая из одного сильного и слабых землетрясений. Ведь в последнем случае трещина, при образовании IШТОРОЙ снимается НaIшпленная доля энергии, образуется из находящихся рядом ослабленных участков среды, в то время кю{ в первом случае эти ослабленные учаСТI{>И среды отстоят друг от друга дальше, в силу чего вместо одной большой трещины мы имеем ряд трещин неснолы{их меньших.
Эти обстоятельства говорят о том, что максимальные размеры зон групповых землетрясений должны быть несколы{о больше размеров очага землетрясения соответствующей силы. Поэтому в качестве дополнительного условия (72) - (75) в дальнейшем следует потребовать выполнения условий (76) - (77) , где правая часть должна быть неСI{ОЛЫШ увеличена, т. е. условий вида .
19 а < 0 ,19k - 1 , 6 + (0 ,3-0,6) , 19 а < 112М - 1 ,8 + (0 ,3-0,6) .�
Очевидно, уточнение числовых Iшэффициентов подобных равенств должно составить предмет специального исследования.
В связи с групri:ированием коровых землетрясений дисперсия сейсмического процесса OIшзывается здесь существенно большей, ч�м для землетрясений глуБOIШХ. Действительно, на рис. 51 представлена зависимость среднего квадратичного отклонения от среднего числа землетрясений в выбранном' пространственно-временнбм объеме д.s д.t для землетрясений Рагунского 'рJlЙона. Эта зависимость может быть описана уравнением
19 а = 0 , 16 + 0,60 19 N. (78)
Как видно из рисую{а, разброс значений а знаЧИТeJIЬНО больше, чем для той же величины при глубоких землетрясениях (ср. с рис. 31 -32) . Причина ТalШГО разброса понятна после сравнения рис. 51 с рис. 52, где изображена та же зависимость лишь для основных землетрясений района, описываемая уравнением
19 а = 0,04 + 0,52 19 N. (79)
В ,соответствии с условиями (72) - (75) из рассмотрения были ИСlшючены все групповые землетрясения, }{роме одного (наиболее сильного или пер-
86
LgG г -----!�------------, , I
I о Ф
Рис. 51 . Кривая с:; = f (N) для землетрясений Рагунского района . Пряыая соответствует слу-
чаю нроцесса Пуассона
I
о
Рис. 52. Кривая с:; = f (N) дЛЯ основных землетрясений Рагунсного
района
lЮГО среди равных) в группе. Как видно из рис. 52, рассеяние процесса �начительно сократилось и стало ближе !{ рассеянию глубо!шх землетря�ениЙ.
Как мы уже отмечали, Каток подметила наличие !шрреляции по времени между числом группирующихся землетрясений и числом землетрясений основных. Для построения !{арты сейсмичес!{ой ю{тивности важна корреляция между этими событиями в пространстве. На рис. 53-56 изображены карты эпицентров основных землетрясений Рагунского района за 1957-1958 и 1963-1964 гг. , карта сильных землетрясений и карта групповых землетрясений этого района .
Из сравнения приведенных карт видно, что области распространения :групповых землетрясений примерно совпадают с областями расположения .землетрясениЙ основных. Это подтверждает достаточно большой коэффищиент корреляции между числом групповых и основных землетрясений по <отдельным зонам района (табл. 44) . Для коэффициента корреляции по
Т а б л и ц а 44 Подсчет I.оэффпцпента I10рреляцпп между числом групповых Nг и основных No
зю!Летрясений по зонам РагунCIЮГО района
6 62 11 - <14 ·-20 880 1936 400 16 32 59 -74 28 , -2070 5476 78!� 1 7 '1 51 7 45 -24 -10ЕО 2025 576 18 148 50 42 19 798 1 764 361 3 99 17 --7 -14 98 49 196
20 59 14 -47 -17 799 2209 289 13 82- 19 -24 -12 288 576 144 21 1 87 48 81 17 1377 6561 289
2 1 7 1 76 65 45 2925 4225 2025 ' 10 30 19 -76 -12 912 · 5776 144 1 1 97 1 3 -9 -18 162 81 324 12 158 45 ,52 'l4 728 :2704 196
С у м ы а . . . . . . . 5817 33332 5728
5317 Ра = 3ЗЗ�2 . 572) 0 , 42
87
® G) () () � G
� 6) 0 8 ® 13 9 9 � 14
Ф ф l0 @ 15 ffi ll 0 16 . 12 ' 17 -
Рис. 53. Карта эпицентров основных землетрясений Рагунс:кого рnйона за 1957-1958 гг.
1 - эпицентры землетрясений с k = 7 ; 2 - k = 8; 3 - k = 9; 4 - k = 1 0 ; 5 - k = 1 1 ; б k = 12; 7 - k = 1 3 ; 8 - точность определения ноординат эпицентра ± 5 1;."; 9 - ± 10 1;J1t; 10 _ - ± 1 5 1;.'t; 11 - > 1 5 1;.'11; 12 - глубина очага 0 7- 5 "Jlt; 13 - 5 7- 10 ".,t; 14 - 1 0 7- 1 5 ".'11; 15-
15 7- 20 "J1t; 1 б - > 20 1<.'11 17 - сейсыичесние станции
@ () ()
<J:8 0 8 8 9 ф lО Ef7n
. 11 0 16
. 13 1" � 14 @ IJ
Рис. 54. Карта эпицентров основных землетрясений Рагунского района за 1963 - 1964 п . Обозначения те же, что и на рис. 53 .
•
8
Рис. 55. Карта сильных землетрясений РаГУНСlЮГО района :; - эпицентры землетрясений с k = 12; 2 - k = 1 3 ; 3 - k = 1 /,; 4 - k = 1 5 ; 5 - афтеРШОI<И
�
� А Блд �
r4 ., @ ,
�G2
е, ,
� , � � � , i@
Рис. 56 . Карта эпицентров групповых землетрясений Рагунского района за 1955 - 1964 гг.
Обознаqени.'{ Т) ЖЭ, ЧГО 11 Н 1 p .IC. 51. Ц'1,Р.J'I У H e l,OТop ,Г;: ЭП:Щ�Н'ГРО!l указ ы в а ю : IП число
ТQЛЧI{ОВ д::tН:Ного ЭJРР Г � Г ;1 (ВС \oro H J1 1C:: 1 аз )Э :--Оi'О !очага
Рис. 57. Схема сейсмической активности Рагунского района изолинии А 7 на 100 1,.M� В год
и СА,
времени P t мы получили значения 0,39 и 0,48 для примерно одинаковых по объему выборOI{ .
Так IШК и в' случае I{орреляции по площади значение коэффициента корреляции возрастает при увеличении объема выборок, мы полагаем, что при бесконечном возрастании объема выборOI{ Ps --+ 1 , т. е. среднее долговременное основных No и среднее долговременное групповых НГ землетрясений в пространстве распределены ОДИНaI{ОВО.
§ 3. СХЕМА СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ Р АГУНСКОГО РАЙОНА
В предыдущем параграфе мы высназали все гипотезы и привели необходимые данные для построения схемы сейсмичесной aI{ТИВНОСТИ Рагунского района. Эта схема будет построена для СОВОI,УПНОСТИ основных землетрясений района.
На рис. 57 приведена схема сейсмической антивности основных землетрясений Рагунского района, построенная с помощью эллиптической палетки пло'щадыо 400 n�t2. Выбор размеров палетни, нан и прежде, обусловливался требованием, чтобы сейсмическая aRТИВНОСТЬ по площадИ' палетки менялась лишь в пределах случайных флунтуаций сейсмического процесса. На изолиниях сейсмичеСI{ОЙ активности отмечены также значения соответствующих стандартных ОТIшонений определения А7 - U . .J. , вычисленные по формуле
�Л =
R�Ns) -v А (1 - 10-'() , (80) тn
где R (N s) подсчитывается на основании данных, представленных на рис. 52 для среднего числа землетрясений, попадающего на площадь палетки; т и n по-прежнему � число лет наблюдений и число сотен квадратных километров , Уlшадывающихся на площади палетни (т . е. в данном случае 4).
Зная I{оэффициент � кривой (66) , леГI{О перейти от повторяемости основных землетрясений к повторяемости всех землетрясений с помощью формулы (69) . Поскольку, кю{ и В случае глуБОIШХ землетрясений, мы предполагаем выполненным условие эргодичности, проведенное при построении I{apTbl сейсмической активности, осреднение по площади и времени
92
нужно считать ЭIшивалентным осреднению по реализациям и полученные QцеНI<И можно толковать статистичеCI<И.
Попробуем проверить качество оценки средней долговременной повторяемости основных землетрясений, даваемой схемой. KaI{ и в случае глубоких землетрясений, будем различать оцею{и повторяемости землетрясений той же энергии, что и использованные при построении схемы, и оценки повторяемости сильных землетрясений.
Чтобы оценить точность указанной оценки повторяемости, разделим исследуемую территорию на 20 локальных зон с ОДИНaI{ОВОЙ суммарной активно·стыо. Для сравнения подсчитаем число основных землетрясений с k :> 7 за первое полугодие 1965 г. и число землетрясений с k :> 12 за 29 лет с 1936 по 1964 г. В последнем случае из рассмотрения ИСI{Лючены афтершоки более сильных землетрясений. В табл. 45 приведены данные,
т а б л и ц а 45
ОL,еющ Т ()ЧН ')СТII расчета п!)вт{)ряе'IОСТП слабых зе,rлетрясенпй
;N', зоны
"1 5 , 0 7 2 ,0 [1 , 00 2 3 , 1 О -3 , 1 9 ,61 3 3 , 6 1 -2 , 6 6 ,76 4 4 , 7 [1 -0 , 7 0 , 49 5 .5 , 4 5 -0 , 4 0 , 16 6 3 , 8 3 - 0 , 8 0 ,64 7 5 , 0 10 5 , 0 25 , 00 8 3 ,8 О -3 ,8 Н , Н 9 3 , 5 3 -0 , 5 0 , 25
Н) 3 , 7 3 --0 ', 7 0 , 49 Н 3 , 8 2 -1 , 8 3 ,24 12 4 , 3 5 0 , 7 0 ,49 13 4 , 2 3 -1 ,2 '1 , 44 14 [1 , 7 [1 -0 , 7 0 ,49 15 4 , 7 5 0 , 3 0 , 09 16 3 , 8 О -3 , 8 1[1 , [14 17 3 ,6 4 0 , 4 0 , 16 18 3 , 9 4 0 , 1 0 ,01 19 3 , 8 1 -2 , 8 7 , 8'1 20 4 ,8 7 2 , 2
I /1 , 8 1
С у м м а . 83 , 2 7 1 94 , 83
С р е д н е е . 4 , 1 6 3 , 55
говорящие о точности оценки повторяемости слабых землетрясениIТr. При� ЮIНем, I<aK точность преДСI<азания соответствует цифрам, приведенным на схеме сейсмичеСI{ОЙ активности. Качество оцеюш повторяемости можно оценить, кат{ указывалось, с помощью равенства (65) . Для слабых землетрясений
a�N = 4 ,98 , а5 = 0 ,30 ,
aJv = 4 ,49.
93
,
Т а б л и ц а 46 Оцеющ ТОЧНОСтИ расчета повторяемости СШIЫIЫХ
зюшетрясений
J'f, зоны I N�> 12 1 Nk>12 I N -No I (N - No)Z
1 1 , 3 1 -0 , 3 0 , 09 2 0 , 8 1 0 , 2 0 , 04 3 0 , 9 О ,-'0 , 9 0 , 81, 4 1 ,2 1 �0 , 2 0 , 04 5 1 , 4 2 +0 ,6 0 , 36 6 1 , 0 1 О О 7 1 , 3 О -1 , 3 1 , 69 8 1 , 0 О -1р О 1 ,00 9 • 0 , 9 1 0 , 1 0 ,01
10 1 , 0 1 О О 1t1 1 , 0 О О О 12 1 , 1 2 0 , 9 0 ,81 13 1 , 1 1 -0 , 1 0 ,01 "14 1 ,2 1 0 , 2 0 , 04 15 1 ,2 2 0 , 8 0 , 64 16 1 , 0 1 О О 17 1 , 0 2 1 ,0 1 ,00, . 18 1 , 0 1 О О 19 1 , 0 2 2 , 0 4 , 00 20 1 ,2 2 0 , 8 0 , 64
C Y M \f a 21 , 6 23 8 , 1 8 -N 1 , 08 1 , 15
Следовательно, 4,98 � 0,30 + 4,49.
Если учесть, что а 2 z 1 , 3 -:- 1 ,7 , согласие оценок повторяемости aN
С данными эа первое полугодие 1965 г, нужно признать вполне удовлетворительным.
Аналогичные данные для сильных землетрясений (табл. 46) :
��N = 0,43,
�� = 0.,1 1 ,
�� = 1 ,39,
0,43 < 0,11 + 1 ,39.
2 ' Значение atlN может быть несколько больше, если эпицентры, попада-
ющие на границы зон, отнести к другим зонам. Макси�ум alN в этом случае получится равным 0,83.
Среднее квадратичное отклонение дисперсии а;" - аа2 равно 0,5-0,6. N
Следовательно, и здесь оценка повторяемости достаточно реальна и согла-
94
сие рассчитанного числа землетрясений с произошедшим за CPOI{ в три раза больший, вполне удовлетворительно.
Итак, сейсмический режим Рагунского района характеризуется схемой сейсмичесной активности основных землетрясений, I{РИВОЙ рассеяния числа основных землетрясений (79) и графином повторяемости (последний здесь не приводим, таУ{ нак он линеен 'во всем диапазоне энергии и ничем не отличается от деСЯТI{ОВ подобных графиков) . Очевидно, что нужно TaY�же иметь представление о kmax для данного региона. Однако эту характеристику получить нелегко. О попытках получения распределения kmax , предпринятых Ю. В . Ризниченко , мы уже упоминали. ХарактеристИIИЙ режима- района является кривая, приведенная по данным Каток на рис. 46. Заметим одно практичеСI{ое значение этой кривой. Пример Ташкентского землетрясения 1996 г. указывает на важность знания продолжительности группы землетрясений. Сооружения, поврежденные наиболее сильным (глдвным) толчком, окончательно разрушаются многочйсленными более слабыми последующими ТОЛЧIЩМИ. ИЗ нривой (66) лешо определить вероятность группы с N > No•
В самом деле со CXJ L] m1N-f3 L] N-f3
P (N ) No) = No No (8 1 ) со � (�) L] mlN-f3 1
Зная � для любого района , с помощью формулы (81 ) мы можем подсчитать вероятность серии афтершоков длиной больше NQ • Н е исключена возможность, что подобную вероятность придется УIшзывать на картах сейсмического районирования в будущем.
Г л а в а V
ИССЛЕДОВАНИЕ МИRРО3ЕМЛЕТР НС ЕНИЙ
В силу случайного характера сейсмического поля и сложности его 'описания естественно стремление к расширению как динамичеСI{ОГО, так и частотного диапазона регистрируемых сейсмичеСIШХ событий. Идея записи очень слабых ТОЛЧI{ОВ, МИI{роземлетрясений, связана с именами Гамбурцева и Асады.
Гамбурцев , обнаружив при работах по ГСЗ на северном Тянь-IПане в 1949 г. большое число местных слабых толчков , сделал попытку записать их с помощью станций :КМИЗ, работающих по корреляционному методу исследования землетрясениЙ. В результате опытных работ, проведенных в 1951 -1952 гг . , в двух районах Средней Азии были обнаружены выСОI{Очастотные (до 25 ---;- 35 гц) весьма слабые сейсмичеСI{ие ТОЛЧIШ, возНИlщющие в тех же районах и на тех же глубинах, где располагаются очаги более сильных землетрясений, регистрируемые постоянными сейсмическими станциями. Было найдено, что слабые ВЫСОI{очастотные толчI{И происходят значительно чаще, чем ТОЛЧI{и ,более сильные. При детальном изучении слабых сейсмических ТОЛЧI{ОВ использовались многоканальные сейсмичеСI{ие станции с усилителями, обеспечивающими получение увеличений порядка нескольких миллионов на максимуме 'частотной хараюеристики в интервале 8 '-7--- 25 гц (Гам бурцев , 1953, 1 955; Пасечник, 1956а, б) . В апреле 1 955 г. запись и обрабОТI{а наблюдений микроземлетрясений были проведены в Т:КСЭ. Регистрация велась сейсмографами МПС (Грошевой, Пасечник, 1956) на увеличении 5 , 105 В полосе частот 20 ---;-30 гц. Минимальные записанные землетрясения имели k = 1 (85 ТОЛЧI{ОВ). Всего за 72 часа наблюдений было записано 326 землетрясений (РизниченI{O , 1 960) . В августе 1 955 г. подобные наблюдения в районе ЦУI{уба (OI{Pyr :Канто - Япония) поставил Асада (Asada, 1 957а; Ризничею{о, 1961 ) . За 48 часов регистрации он записал около 400 землетрясений, большинство АЗ них происходило в радиусе 100 n,м, от станции и имело энергию 1 010 ---;---;- 1013 эрг (т. е. k = 3-6).
В работе Асады сделана ПОПЫТI{а проанализировать круг задач, которые необходимо выполнить при исследовании МИl{роземлетрясениЙ. Асада упоминает четыре основных задачи.
1 . Определение минимального землетрясения. 2. Решение вопроса, выдерживается ли графИl{ повторяемости для
очень слабых землетрясений и можно ли по нему судить о повторяемости ТОЛЧI{ОВ с М = 4-5? .
3 . Изучение распределения очагов землетрясений в пространстве и времени. ;J
4. Исследование зависимости спектра от магниту,цы зеилетрясения.
Асада обращает внимание на необходимость предварительного изучения помех в диапазоне частот от 1 до 100 гц, а таюне спектров микроземлетрясениЙ. При наблюдениях в Цукубе Асада использовал велосиграф с увеличением 1 ,2 · 106 JltJJt/cJlt/cen, что соответствует увеличению по смещениям в 1 , 5 . 107 на частоте 20 гц.
ТТ1f' I!!!!!! г----т----,----т----,
Кю{ В работах Асады (Asada, :1.957а, б ; Asada, Sпуеhiго aIld Akamatп, 1958а, б) , так и в работах ТКСЭ повторяемости микроземлетрясений достаточно хорото согласовывались с повторяемостями более сильных землетрясений для того же участ!ш. Одню{о систематичес!{их исследований микроземлетрясений до последнего времени не проводилось. Лиmь в связи с новой попыткой решить проблему прогноза землетрясений интерес к изучению микроземлетрясений значительно возрос. Появился IJ!!! 1-:;-,;f---;I"'+----+-----1 ряд работ , посвященных этому вопросу (Bl'UIle alld ot11ers, 1966; I sacks alld 01ivel', 1 964; Kishimoto alld ot-1181'S, 1964; Lehller aIld Press, 1 966; �;!J!!Gt;1 Маtпmоtо , 1965; Miki , Watallabe, Shi� mada, 1 965; Мiуаmпга aIld others, 1962, 1964; Маtsпshiго еагthqпаkеs, observecl with а temporary seismographic Ilet\vork, 1966; Oliver aIld others, 1 966; SaIlford allcl Holmes, 1 962 и др. ) Какие же землетрясения следует называть l\ШI{роземлетрясениями?
I Рис. 58. Примеры спеI<ТРОП IЮРОТJ{опериодныx МИI{росейсм па I<оптипепте
(по Франтти, 1962 ) .
1 , 2 - н а аллювии; 3, 4 , 5 - н а норенных породах; 6 - минимальный и мансимальный
шум (по БрlOНУ И Оливеру, 1 959)
Хагивара (Hagiwara aIld Oliver, 1 964) к МИI{роземлетрясениям относит толчки с 1 -< М -< 3. При 11{ < 1 толчки называются ультраМИI{роземлетрясениями. Если перейти к нлассифинации по энергетичесной ШI{але Раутиан, то микроземлетрясениям, по Хагиваре, соответствует k = 6 + 10, а ультраминроземлетрясениям - k < 6 . Следовательно, Хагивара и неI{оторые другие исследователи (например, Hagiwara aIld others, 1963; Okallo allcl Hirallo , 1964, 1965) I{ микроземлетрясениям относят ТОЛЧIШ, !{оторые 'изучюотся при детальных сейсмических работах (Ризничеющ, 1960) . Поснольку термин «МИI{роземлетрясение>} еще не получил права гражданства в советской литературе, будем называть микроземлетрясениями толчни с k -< 6, ноторые, нан правило , не являются представительными при детальных исследованиях сейсмичности. Абсолютное большинство тол<шов , регистрировавшихся в фундаментальной работе Вруна и Аллена (ВГПllе alld Allell, 1 967) под именем минроземлетрясений, относится именно н этому диапазону энергии. Поэтому подминроземлетрясениями мы и будем понимать толчни тю{их энергий и в связи с этим опустим работы, в !{оторых под названием минроземлетрясений описывались более сильные толчни.
Рассмотрим основные результаты изучения минроземлетрясений, полученные н настоящему времени.
, Трудности регистрации минроземлетрясений связаны главным образом с ВЫСОIШМ уровнем помех в месте регистрации. Исследования высоночас-7 В, Н, Гайский 97
V; сн I се/( I/ Г"г-------,..-------,
А \ Ь
1,' 7 1(/ 2(/ 'I(J 7(/ /(/0 ft. 7 1(/ 20 f;.(J 7(/ � Щ Рис. 59. СпеIПР СI{ОРОСТИ RОJlебаний в объемных волнах
lIIинрозеlllлетрясений с k = 2 (по Де-Нойеру, 1964)
тотных сейсмических шумов на суше предпринимались Вруном и Оливером (Brune and Olivel' , 1 959) , 3апольским (1960) , Акамату (Akamatu , 1961) и Франтти (Frantti , Willis and Wilson, 1962; Frantti , 1963) . Главной особенностыо спектров микросейсм является убывание их амплитуды с ростом частоты. Так, 3апольский приводит осредненную характеристику минимальных короткопериодных микросейсм в виде
19 s = 19 а - 1 , 5 19 f, (82)
где s - двойная амплитуда микросейсм в минронах; а - амплитуда МИI{росейсм в МИI{ронах при f = 1 гц; f - частота в гц; а = 20 · 10-3 .юс
Подробные данные о спектрах микросейсм приводит Франтти. I\ю{ видно из рис. 58, заимствованного из работы Франтти, на аллювии амплитуда МИI{росейсм на частоте 20 гц имеет величину 0,3 ---;-. 1 .м,.мn, в то время кю{ на Iшренных породах она I{олеблется' от 0,005 до 0,05 .м"мn. По Вруну и Оливеру, минимальная амплитуда помех на этой частоте равна ,0 ,03 .M�tn. Отсюда можно сделать вывод, что на частоте 20 гц увеличение по смещению можно довести до 107, а может быть, и до 108 , особенно для тихих мест . Это удалось сделать Оливеру при наблюдениях в штате Невада . Увеличение аппаратуры на частоте 30 гц достигало 108 . Однано несмотря на то , что наблюдения проводились в шахтах, полная чувствительность использовалась в меньшей части времени регистрации. Де Нойер (De N oyer, 1964) получил спектр СI{ОРОСТИ Iшлебаний для землетрясений с k = 2 (наша примерная оценка) на расстоянии оноло 10 1>м от очага. Кан видно из рис. 59, мансимум скорости в продольной волне достигается при частотах ОI{ОЛО 40 гц, в то время как в поперечных волнах соответствующие частоты существенно ниже (5 -;-. 30 гц) . Мю{симум энергии сейсмичеСIШХ волн падает на интервал 5 .....;- 60 гц. 3аПОЛЬСIШЙ и Халтурин (см. Ризничею{о, 1960) для k = 3 и расстояний, меньших 50 }\;.Jt, дают мю{симум чисс-спектра на частоте 10 .....;- 20 гц с довольно высоким уровнем амплитуд - от 5 до 40 гц . Основным результатом большинства проведенных к настоящему времени работ по изучению МИI{роземлетрясений является констатация увеличения возможностей получения за короткий срон массового lIштериала наблюдений, оценка минимального землетрясения и грубое сопостав-
98
п +
20 [J
о> о еР ер %:Р о 1'. о 0 0 ас
� о о о о 6'OW о 'ь
о � oo 00 �O .0 о 0 0 00
<fI5t,°a,t)OCD офР3�'Ъ 8.II/!Jb! ?!.l /!Ш t; .f..lY /952 2:J. Y II. VТ l. W! .JD. W
о о 'о О О 1- .0 q;, 0 00 0=0 о � О
.# О&е 0�0 О ($:ф<Р\,0 � 'Iф �O ! а9схю СОФ О О 00
'\,0 О
>lfJО
I О О О О О
О ФО О О
о /8. J!lll /.J01 I.Х !х! !ХЛ ! .l/ЯJ !Л 1. 1f1 • !1Y
Рис. 60. Двухдневные числа минроземлетрясений на станции СИНLly:I{У3И. По оси абсцисс отложено время (число, месяц,
. год)
ление с повторяемостыо сильных землетрясений по той же территории. Во всех случаях такое сопоставление показывает примерное соответствие повторяемостей и углового коэффициента графика повторяемости для землетрясений разной величины.
Существенным моментом при изучении МИI{роземлетрясений является ЛОlшлизация эпицентров. В этом направлении следует отметить существенный успех, достигнутый Аки и его I{Оллегами (Aki and others, 1958; Aki and Tsujura, 1959; Aki, 1962; Aki and Matumoto, 1963) . Используя корреляционный способ анализа волн, эти исследователи достаточно точно определяют направление прихода волн и кажущуюся снорость их распространения.
Из работ японских сейсмологов, посвященных изучению фона микроземлетрясений, нужно отметить работу Мурамату и др. (Muramatu and others, 1963) , в которой делается попытка классифицировать по магнитуде I{аждое землетрясение. Кроме того, в . этой работе исследовалась стабильность частоты микроземлетрясений во времени. Отмечено, что за исключением случая серии афтершоков землетрясения 27 марта 1963 г. наблюдения на сейсмической станции Синпунузи с февраля 1961 г. по апрель 1963 г. обнаруживали высоную стабильность двухдневных частот микроземлетрясений (рис. 60).
Аналогичный результат получен Михайловой (рис. 61) по наблюдениям в rapMcI{OM районе Таджинистана (Гайский и Михайлова, 1969) . Кроме того, Михайлова сопоставила время активных промежутков режима с продолжительностыо спокойного фона и нашла, что активный период составляет небольшую долю всего времени. В этой же работе сравнивается распределение промеЖУТI{ОВ времени между микроземлетрясениями с аналогичным распределением для слабых землетрясений и показывается, что между ними нет существенной разницы.
Наиболее широкой по числу пунктов наблюдения и общей их продолжительности была работа о МИI{роземлетрясениях на разломе Сан-Андре ас в южной Калифорнии « Brune and Allen, 1967). Наблюдения велись с помощью восьми передвижных сейсмических станций более чем в 60 пунктах при общем времени регистрации более 30 тыс. час. Отмечено 966 толчнов , из которых 180 явно относятся н трем сериям афтеРШОI{ОВ . Наблюдаемая ю{тивность минроземлетрясений (число землетрясений в день в радиусе 24 lW1t от станции) изменял ась от нуля до 70 -7- 80 в долине «ИмпериаЛ» . Наиболее СПОI{ОЙНЫМ: был участок разлома между Чолеймом и Валермо;
8 в. Н. Гайский 99
EN � г------------------------------------------------,
5!l
]о
Рис. 6 1 . Полусуточные числа МИJ{роземлетрясений на ВЫСОI{очувствительной станции RСЭ в fapMCI{OM районе
более чем годичный срок регистрации у оз. Ныогис дал среднюю повторяемость МИI{роземлетрясений - одно в девять дней. Активность микроземлетрясений согласуется с участками, где, по данным геодезических наблюдений, имеют место современные движения по разлому. Авторы делают вывод о хорошей коррелируемости активности микроземлетрясений с сейсмической активностыо более сильных землетрясений за последние 29 лет, но полагают, что она не обязательно положительно коррелируется с долговременной сейсмической активностыо и опасностыо ВОЗНИIшовения сильных землетрясений. Однако если сопоставить частоту ожидаемых . микроземлетрясений, рассчитанных по карте тектонического течения, составленной Алленом и его l{оллегами (Аllеп and others, 1965) , с наблюдае-мым числом их, то хорошее соответствие заметить трудно (табл. 47) .
Отчасти это может быть объяснено тем, что эффекты группирования не учитывались ·в обеих работах. Однако по опубликованным материалам трудно прийти к достаточно определенному выводу. Ясно, что нужно сопоставить хорошо оцененный фон микроземлетрясений с фоном землетрясений средней силы.
До сих пор мы говорили лишь об исследованиях фона МИI{роземлетрясений, не кас·аясь наблюдений серий последующих ТОЛЧI<ОВ , роев замлетря сений и форшоков. В связи со ;шачением исследования форшоков остановимся на чрезвычайно интересной работе Суехиро, Асады и Отейке (Suyebiro , Asada and Ohtake, 1964) , посвященной изучению одного землетрясеЮIЯ средней силы (111 = 3,3 ; k = 10).. Тройная высокочувствительная стаНl�ИЯ, приспособленная для записи микроземлетрясений, вела регистрацию в Мацуширо в период форшоков , главного толчка и серии афтерШОI{оВ этого землетрясения. Было записано 25 форшоков и 1 73 афтершока, слабейший из которых имел м· = - 2. Все наблюдения заняли 13 часов. Очаг был ЛО I\ализован оценкой азимута эпицентра и разности S - Р. Наибольшая рааность ·составила 0,30 сек, что дало линейный размер области очага, равный 2 ,1 KJt. Эта оценка очень хорошо согласуется со средним радиусом очага землетрясения 10-го класса по шкале Раутиан, данным в МОНQграфии «Методы детального изучения сейсмичностИ» , который оценен в 1 , 3 nJt. Качество локализации эпицентров иллюстрируется рис. 62,
100
Рис. 62. Локализация :шицентров микроземлетрясений на сейсыичеСI{QЙ обсерватории М а-
цуширо
zчDО 2,5 2,Ч
на котором можно видеть тю{же наличие устойчивого механизма очага в серии рассмотренных ТОЛЧI{ОВ. .
. Основным результатом работы является обнаружение фю{та значимого различия в угловом коэффициенте графИI{а повторяемости форmоков от углового коэффициента для афтерmОI{ОВ , совпадюощего с его средним значением для обычных землетрясений. В связи с этим нам представляется целесообразным остановиться на значении сопоставления углового коэффициента графИIШ повторяемости в форmоковых и афтерmОI{ОВЫХ последовательностях или, IШК иногда говорят, <<ДО и после сильного землетрясению>. Заметим, что подобное сопоставление Суехиро (Suyehil'o, 1 966) проделал также дЛЯ ЧИЛИЙСI{ОГО землетрясения 1960 г . , где I{ачество фактичеСI{ОГО материала было безусловно ниже. При ЧИЛИЙСI{ОМ землетрясении сопоставлялись маI{симальные амплитуды записи на очень удаленной станции и для эпицентрщз , находящихся друг от друга на значительных расстояниях. Сопоставление величины у в форmОI{ОВОЙ последовательности
No
8 7
1 0 1 , 6
8 7
3 , 5 7
2 , 3 0 , 1 0 , 0
1 0 , 3 2 , 2
3 0 , 1
т а б л и Ц а 47
Частота оашдаемых N о и зщ>егистрщюпаНlIЫХ N МИRрозе�шетрлсений n IОшной I{алифорнии n раЗЛИЧllЫХ
ПУIштах регистрации
N 1 1 No N
17 0 , 0 О О 0 , 0 О О 0 , 0 О О . 1 0 -95 О 12 О О 0 , 2 О О 0 , 3 119 О 0 , 4 О О 0 , 2 7 8 0 , 2 О 1 2 ,2 124 3 2 , 7 39 1 2 , 1 )) 3 3 , 3 1 8 О 2 , 1 5 О 3 , 3 18
1 1 No
2 , 1 8 , 1 0 , 4 0 , 7 1 1 , 5 0 ,2 0 , 1 0 , 7 0 , 0 0 , 0 0 , 1 0 , 0 1 , 9 0 , 3 0 , 9 0 , 2
N
20 2 16
9 О 1
10 О 5
1!1 О О '1 о О
1 1 8 2
а* 101i
с у для последовательности обычных землетрясений весьма ценно. Естественно, что нам важно заметить наличие закономерного изменения углового коэффициента графика повторяемости в период подготовки сильного землетрясения вблизи его очага по сравнению с его нормальным значением (изучение у в афтершоковой последовательности имеет свой особый смысл) .
Оба приведенных примера ПОIШЗЫВaIОТ, что значимое отличие в серии Форшоков можно наблюдать, когда мы сравниваем распределение ТОЛЧI{ОВ в объеме очага. Поэтому сопоставление у для объемов, значительно превосходящих размеры очага, вряд ли принесет пользу.
Приведенный I{раТIШЙ обзор исследования микроземлетрясений говорит о том, что в этом направлении сделан лишь первый шаг. В заключение следует отметить основные задачи, стоящие перед исследователями микроземлетрясений.
1 . Изучение общих свойств сейсмического поля. 2. Исследование подобия совокупностей землетрясений разной вели
чины до микроземлетрясений Вlшючительно и оцею{а I{оэффициентов подобия.
3. Использование мИ!{роземлетрясений как индикаторов тектонического процесса.
4. Использование микроземлетрясений в целях прогноза времени сильного землетрясения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
. Рассмотрение карт эпицентров землетрясений за I<ороткие промеЖУТIШ времени или слабоактивных областей приводит к мысли О случайном распределении эпицентров в пространстве и времени. Однако при более значительном объеме сейсмической информации вырисовывается Iшртина пространственного распределения сейсмической ю{Тивности. Иными словами, ввиду большой изменчивости сейсмического процесс а число землетрясений или их энергия (или I{акая-либо другая характеристИIШ) , наблюдаемая в течение короткого срока времени, является случайной величиной и не может непосредственно служить надежной характеристиной сейсмичности рассматриваемого участна. Трудность количественной оцею{и сейсмичности той или иной территории усугубляется дискретным харю{тером проявления сейсмичеСI{ОГО проЦесса. Наиболее целесообразным способом количественной ОЦeIШИ сейсмичности является поэтому предложенный 10 . В . Ризниченко метод использования повторяемости землетрясений через построение нарт сейсмической антивности. ПреИМylJЦествами тю{ого способа являются:
а) возможность перехода от ДИСI{ретной I{арты распределения эпицентров землетрясений, различной силы н непрерывной величине сейсмичеСI{ОЙ ю{тивности;
б) использование средних величин, являющихся более регулярными ха рю{Теристиками сейсмичности; . в) меньшая дисперсия повторяемостей по сравнению, например, с сум-марной энергией землетрясений.
Для построения нарт сейсмической ю{тивности необходимо выбрать подходящий способ осреднения. Случайный характер сейсмического поля приводит I{ мысли использовать методИI{У , теоретино-вероятностного осреднения. Однано для этого необходимо иметь статистичесную совокупность исследуемых полей. В нашем же случае, а на праКТИI{е это бывает часто, мы имеем дело с единственным полем. Поэтому необходимые оцею{и среднего значения сейсмичесной активности и его дисперсии можно получить из данных одной реализации лишь в том случае, если наше поле будет обладать свойствами статистичесной однородности (стационарности) и эргодичности.
Мы рассмотрели свойства сейсмичеСI{ОГО поля глуБОI{ИХ землетрясений Памиро-Гиндукушской зоны и KOPO�ЫX землетрясений 10жно-ТяньшанСI{ОЙ и HeI{OTopblX других зон.
1. Основные свойства поля глуБОIШХ землетрясений состоят в следующем.
1 . Поле глубоних землетрясений, за иснлючением, может быть, периодов , связанных с возникновением наиболее сильных землетрясений, может рассматриваться кан статистичесни однородное (в пределах учаСТI{ОВ равной ю{тивности) по времени и пространственным но ординатам.
103
2 . Связь между моментами возникновения. землетрясений во времени и пространстве достаточно слаба, и применение гипотезы эргодичности нужно считать оправданным.
3. Имеет место подобие ЗaI{QНОВ распределения совокупностей землетрясений, различающихся по величине k и пространственным координатам (статистическая квазиоднородность) . Коэффициенты подобия по k определяются законом распределения землетрясений по величине (график повторяемости) , по пространственным координатам - картой сейсмичеСI{ОЙ ю{тивности.
4. Распределение землетрясений во времени близко I{ закону Пуассона, отклонения от I{OTOPOrO обнаруживаются преимущественно для наиболее сильных землетрясений. Из-за малого количества данных трудно установить точный ЗaI{QН распределения, однако этот закон включает зависимость меры рассеяния повторяемости землетрясений R от среднего числа землетрясений N в выбранную
· единицу времени. Наиболее целесо
образной характеристикой рассеяния повторяемостей землетрясений яв-ляется фующия а = / (й) , которая для исследованных случаев в двойном логарифмическом масштабе представляет собой прямую линию ,
]g а = а + ь 19 N.
5. Полное описание сейсмического процесс а в НeI{QТОРОЙ области, харю{те'ризующейся одинаковой функцией N = /1 (k) , достигае:rся заданием этой фующии, функции а = /2 (N) , характеризующей дисперсию сейсмического процесса для данного закона распределения землетрясений во времени, и функции i,1 = /3 (х, у; z) - !{арты сейсмической активности.
6. Правильность наших представлений и количественных хаРaIперистИI{ сейсмического поля может быть проверена· сопоставлением полученных оцеНОI{ сейсмичеСI{ОЙ активности с активностью, наблюденной за следующий интервал времени. При этом имеет смысл разделить задачи на две : задачу оценки повторяемости слабых и оценки повторяемости сильных землетрясений.
Точность оцеюш повторяемости слабых землетрясений зависит от точности задания фующии А (х, у, z) , I{оторая определяется НОШlчеством исПольз6ванного материала, дисперсией процесса, а таюне величиной пространственного градиента активности. Точность оценки повторяемости сильных землетрясений связана, нроме того, с точностыо определения фующий N(k) и с ее постоянством в пространстве. Для рассматриваемой зоны оцею{а повторяемости слабых землетрясений по построенной карте сейсмической антивности оказалась вполне удовлетворительной. Для сильных же землетрясений она не удалась из-за изменения фующии N(k) в пространстве .
7 . В 'подобных случаях для вычисления повторяемости сильных землетрясений может быть полезна схема теории экстремальных значений Гумбеля, не требующая полной системы наблюдений.
8. Изучение слабой связи между землетрясениями методом Ватанабе, а танже построением распределения промеЖУТI{ОВ времени между толчнами привели ' I{ заключению о наличии этой связи для наиболее сильных землетрясений с k > 13. Эта связь имеет характер отклонения от чисто случайного распределения землетрясений в сторону их периодичности.
1 1 . Основной особенностыо поля I{QPOBblX землетрясений является их заметное группирование. В I{ачестве наиболее подходящего приема описания сейсмичеСIЮГО режима коровых землетрясений предлагается разделить СОВОI{УПНОСТЬ I{ОРОВЫХ землетрясений на основные землетрясения и землетрясения групповые. Поле основных землетрясений можно описывать
104
приемами, I{OTOpble применяются при описании статистичеСIШ квазиоднородного поля. Группирование харю{теризуется I{РИВОЙ распределения групп по числу землетрясений в группе, l{оторая служит дополнительной основной фУНIщией, характеризующей сейсмический режим I{OPOBblX землетрясений.
Основной задачей статистических исследований сейсмичеСI{ОГО режима ROPOBblX землетрясений нвляется изучение особенностей группирования в различных сейсмоактивных зонах, различных по энергии землетрясений, а таЮI{е совершенствование методини выделения I\вазиоднородной части сейсмического поля или создания моделей для полного описания случайной и систематической составляющих поля.
n 0 ,01
4 0 , 3 1 3 5 0 ,269 6 0 , 28 l 7 0 , 301 8 0 , 331 9 0 , 354
10 0 , 376 1 1 0 , 396 12 0 , 4111 13 0 , 431 14 0 , 447 1 5 0 , 461 16 0 , 475 1 7 0 , 487 '18 0 , 499
106
П Р И Л О Ж Е Н И Я
п р и л о ж.е н и е 1 q2
I\ВЮIТПJIИ l' Р распределения величины r = 82
р р р
I n I n I 0 , 05 0 , 01 0 ,05 0 ,01 0 ,05
0 , 390 19 0 , 510 0 , 642 33 0 , 614 0 , 722
0 , 410 20 0 , 520 0 , 650 34 0 , 619 0 , 726 0 , 445 21 0 , 530 0 , 657 35 0 , 624 0 , 729 0 , 468 22 0 , 539 0 , 665 36 0 , 629 0 , 733 0 ,491 23 п , 548 0 , 671 37 0 , 634 0 , 736 0 , 512 2 1 0 , 556 0 , 678 38 0 , 638 0 , 740 0 , 531 25 0 , 561 0 , 684 39 0 ,642 0 ,743 0 , 548 26 0 , 571 0 , 689 40 0 ,647 0 , 746 0 , 564 27 0 , 578 0 , 695 41 0 ,651 0 , 749 0 , 578 28 0 , 585 0 , 700 42 0 , 655 0 , 752 0 , 591 29 0 , 591 0 , 705 43 0 , 6\)9 0 , 755 0 , 603 30 0 , 598 0 , 709 44 0 ,662 0 , 758 0 ,6111 31 0 , 603 0 , 714 45 0 ,666 0 , 760 0 , 624 32 0 , 609 0 , 718 46 0 ,669 0 , 763 0 , 633
р n I 0 ,01 0 , 05
47 0 , 673 0 , 765 48 0 , 676 0 , 768 49 0 ,679 0 , 770 50 0 , 681 0 , 772 51 0 , 684 0 , 774 52 0 , 687 0 , 776 53 0 , 690 0 , 778 54 0 , 692 0 , 780 55 0 , 695 0 , 782 56 0 , 697 0 , 784 57 0 , 700 0 , 785 58 0 , 702 0 ,787 59 0 , 705 0 , 789 60 0 , 707 0 ,791
N
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 3 9 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
П р и л о ж е н и е ::: Средние 3Юlченил YN п среДНCIшадратпчные ОТIшонеН1I1I
GN велл'IПН У ... (т, = 1 , 2, . • . ,N)
1 1 N
0 , 5236 1 ,0628 51 0 , 5489 0 , 5252 1 ,0695 52 0 , 5493 0 , 5268 1 ,0755 53 0 , 5497 0 , 5282 1 ,0812 54 0 , 5501 0 , 5296 1 ,0865 55 0 , 5504 0 , 5309 1 ,0915 56 0 ,5508 0 , 5320 1 ,0961 57 0 , 5511 0 , 5332 1 , 1004 58 0 , 5515 0 , 5343 1 , 1047 59 0 , 5518 0 , 5353 1 , 1086 60 0 , 5521 0 , 5362 1 , 1124 62 0 , 5527 0 , 5371 1 , 1159 64 0 , 5533 0 , 5380 1 , 1 193 66 0 , 5538 0 , 5388 1 , 1226 68 0 , 5543 0 , 5396 1 , 1255 70 0 , 5548 0 , 5403 1 , 1285 _ 72 0 , 5552 0 , 5410 1 , 1313 74 0 , 5557 0 , 5418 1 , 1 339 76 0 , 5561 0 , 5424 1 , 1363 78 0 , 5565 0 , 5430 1 , 1388 80 0 , 5569 0 , 5436 1 , 1413 82 0 , 5572 0 , 5442 1 , 1436 84 0 , 5576 0 , 5448 1 , 1458 86 0 , 5580 0 , 5453 1 , 1480 88 0 , 5583 0 , 5458 1 , 1499 90 0 , 5586 0 , 5463 1 , 1 519 92 0 , 5589 0 , 5/168 1 , 1 538 9 " 0 , 5592 0 , 5473 1 , 1557 96 0 , 5595 0 , 5477 1 , 1 574 98 0 , 5598 0 , 5481 1 , 1590 100 0 , 5600 0 , 5485 1 , 1607
1 , 1623 1 , 1638 1 , 1653 1 , 1667 1 , 16�1 1 , 1 696 1 , 1 708 1 , 1721 1 , 1734 1 , 1 747 1 , 1 770 1 , 1793 1 , 1814 1 , 1834 1 , 1854 1 , 1873 1 , 1890 1 , 1906 1 , 1923 1 , 1938 1 , 1953 1 , 1967 1 , 1980 1 , 199/1 1 , 2007 1 , 2020 1 , 2032 1 , 2044 1 ,2055 1 , 2065
107
108
П р и л о ж е н и е 3
1 Jglge Нормированные ОТIшонения у = Jg e Jg [- lg � (у)] + Jge для , 3aIЮlIa
пеРВI)ГО типа распределений нра:ilних членов вариационного ряда -е-у Р" (х) = е
<р (у) у 1 1 <р (у) у 1 1 <р (у) у
0 , 0000 - 0 , 00�6 -1 , 68300 0 , 0 17 -1 , 1 1 763 0 , 0001 -2 , 22033 0 , 00 i7 -1 , 67900 0 , 048 -1 , 1,1072 0 , 0002 -2 , 14209 0 , 00�8 -1 , 67506 0 , 049 -1 , 1 0391 0 , 0003 -2 , 09331 0 , 00'19 -1 , 67120 0 , 050 -1 , 09719 0 , 000� -2 , 05720 0 , 005 -1 , 66739 0 , 051 -1 , 09055 0 , 0005 -2 , 028�7 {) , ОО6 -1 , 63�37 0 , 052 -1 , 08401 0 , 0006 -2 , 00399 0 , 007 -1 , 60178 0 , 053 -1 , 07754 0 , 0007 -1 , 98299 0 , 008 -1 , 57450 0 , 054 -1 , 071 1 6 0 , 0008 -1 , 9М44 0 , 009 -1 , 54980 0 , 055 -1 , 06485 0 , 0009 -1 , 94778 0 , 010 -1 , 5271 8 0 , 056 -1 , 05862 0 , 0010 -1 , 93264 0 , 0 1 1 -1 , 50627 0 , 057 -1 , 05246 0 , 0011 -1 , 91 875 0 , 012 �1 . 48678 0 , 058 -1 , 04637 0 , 0012 -1 , 90590 0 , 013 -1 ,46852 0 , 059 -1 , 04035 0 , 0013 -1 ,89392 0 , 01 4 -1 ,45131 0 , 060 -1 , 03439 0 , 0014 -1 , 88271 0 , 015 -1 , 43501 0 , 061 -1 , 02850 0 , 0015 -1 , 872 1 5 0 , 0 1 6 -1 , 41953 0 , 062 -1 , 02267 0 , 00 16 -1 , 802 18 0 , 017 -1 , 40476 0 , 033 -1 , 01691 0 , 001 7 -1 , 85272 0 , 018 -1 , 39063 0 , 064 -1 , 01 1 1 9 0 , 0018 -1 , 84371 0 , 0 1 9 -1 , 37708 0 , 065 -1 , 0055;', 0 , 0019 -1 , 93512 0 , 020 -1 , 36405 0 , 066 -0 , 9999;', 0 , 0020 "':""1 , 82690 0 , 021 -1 , 35150 0 ', 067 -о . 99't.38 0 , 0021 -1 , 81902 0 , 022 -1 , 3;',939 0 , 068 -0 , 98889 0 , 0022 -1 ,81 145 0 , 023 -1 , 32767 0 , 069 -0 , 98344 0 , 0023 -1 , 80 Н 6 0 , 024 -1 , 31 633 0 , 07 0 -0 , 97805 0 , 002� -1 , 79713 0 ,025 -1 , 30532 0 , 071 -0 , 97270 0 , 0025 -'1 , 79034 0 , 026 -1 , 29463 0 , 072 -0 , 96739 0 , 0026 -1 , 78377 0 , 027 -1 , 2842 't. 0 , 073 -0 , 9621 4 0 , 0027 - 1 , 77741 0 , 028 -1 , 2 7!112 0 , 074 -0 , 95693 0 , 0028 -1 , 77124 0 , 029 -1 , 26426 0 , 075 -0 , 9517 6 0 , 00129 , -1 , 76525 0 , 030 -1 , 25463 ' 0 , 076 -0 , 94664 0 , 0030 -1 , 75943 0 , 03 1 -1 , 24524 0 , 077 -0 , 9Н55 0 , 0031 -1 , 75377 0 , 032 -1 , 23606 0 , 07 8 -0 , 93650 0 , 0032 -1 , 74826 0 , 033 -1 , 22708 0 , 079 -0 , 93149 0 , 0033 -1 ,74289 0 , 034 -1 , 21829 0 , 080 -0 , 92653 0 , 0034 -1 , 73765 0 , 035 -1 , 20968 0 , 081 -0 , 92160 0 , 0035 -1 , 73254 0 ,036 --1 , 20124 0 , 082 -0 , 91670 0 , 0036 -1 , 72754 0 , 037 -1 , 19296 0 , 083 -0 , 91184 0 , 0037 -1 , 72266 0 , 038 -1 , 18484 0 , 084 -0 , 90702 0 , 0038 -1 , 71789 0 , 039 -1 , 17687 0 , 085 -0 , 90423 0 , 0039 -1 , 71 322 0 , 040 -1 , 1 6903 0 , 086 --0 , 89747 0 , 0040 -1 , 70864 0 , 041 -1 , 16133 0 , 087 -0 , 89276 0 , 0041 -1 , 70416 0 , 042 -1 , 15376 0 , 088 -0 , 88807 0 , 0042 -1 , 69977 0 , 043 - 1 , 14631 0 , 089 -0 , 88341 0 , 0043 -1 , 695�6 0 , 044 -1 , 1 3898 0 , 090 -0 , 87877 0 , OO't.4 -1 , 69123 0 , 045 -1 , 13175 0 , 091 -0 , 8741 8 0 , 00 .5 -1 ,68708 0 , О'±6 -1 , 12�6� 0 , 092 -0 , 86961
<р (у) у 1 1 <р (у)
0 , 093 -0 , 86506 0 , 144 0 , 094 -0 , 86055 0 , 145 0 , 095 -0, 85606 0 , 146 0 ,096 -0 , 85160 0 , 147 0 ,097 -0 , 8 4717 0 , 148 0 , 098 -0, 84276 0 ,'149 0 , 099 -0 ,83838 0 , 1 50 0 , 100 -0 , 83403 0 , 151 0 , 101 -0 ,82970 0 , 152 0 , 102 -0 , 82539 0 , 1 53 0 , 103 -0, 82'111 0 , 15/1 0 , 104 -0 , 81685 0 , 155 0 , 105 -0 , 8162 0 , 156 0 , 106 -0 , 80840 0 , 157 0 , 107 -0 , 80421 0 , 158 0 , 108 --:-o , 80003 0 , 159 0 , 109 -0 , 79588 0 , 160 0 , 110 -0 , 79176 0 , 161 0 , 1 11 -0 ,78765 0 , 162 0 , 112 -0, 78356 0 , 163 0 , 113 -0 , 77949 0 , 164 0 , 1 14 -0 , 77544 0 , 165 0 , 1 15 -0 , 77141 0 , 166 0 , 116 -0 ,76740 0 , 167 0 , 117 -0, 76341 0 , 168 0 , 11 8 -0 , 759i4 0 , 169 0 , 11 9 -0 , 75548 0 , 170 0 , 120 -0 , 75154 0 , 171 0 , 121 -0, 74762 0 , 172 0 , 122 -0 , 74372 0 , 1 73 0 , 123 -0 , 73983 0 , 1 74 0 , 1 24 -0 , 73596 0 , 175 0 , 125 -0 , 73210 0 , 176 0 , 126 -0 , 72826 0 , 177 0 , 127 -0 , 72443 0 , 178 0 , 128 -0 , 72063 0 , 1 79 0 , 129 -0 , 71683 0 , 180 0 , 130 -0 , 71306 0 , 18.1 0 , 131 -0,70930 0 , 182 0 , 132 -0 , 70;)55 0 , 183 0 , 133 -0 , 70181 0 , 184 0 ,134 -0 , 69809 0 , 185 0 , 135 -0 ,69439 0 , 186
. 0 , 136 -0 , 69069 0 , 187 0 , 137 -0 ,68702 0 , 1 88 0 , 138 -0 ,68335 0 , 189 0 , 139 -0 , 67970 0 , 1 90 0 , 140 -0 , 67606 0 , 191 0 , 141 -0 , 67243 0 , 1 92 0 , 14'2 -0 , 66882 0 , 1 93 0 , 143 -0 , 66522 0 , 1 94
9 В. Н. ГаЙСRИЙ
П р и л о ж е н и е 3 (продолжени�)
у 1 1 <р су)
-0 ,66163 0 , 1 95 -0 ,65805 0 , 1 96 -0 , 65448 0 , 197 -0 , 65093 0 , 198 -0 ,64738 0 , 199 -0 , 64385 0 , 200 -0 ,64034 0 , 201 -0 ,63683 0 ,202 -0 ,63332 0 , 203 -0,62984 0 , 204 -0 ,62637 0 , 205 -0 , 62291 0 , 206 -0 , 61945 0 , 207 -0 ,61600 0 , 203 -0 , 61257 0 , 209 -0 , 60914 0 , 210 -0 , 60573 0 ,211 -0 , 60232 0 ,2 12 -0, 59893 0 , 213 -0 , 59553 0 ,214 -0 , 59216 0 , 215 -0 , 58879 0 , 21.6 -0 , 58543 0 , 21 7 -0 , 58208 0 , 218 -0 , 57874 0 , 219 -0 , 57541 0 , 220 -0 , 57203 0 , 221 -0 , 56877 0 , 222 -0 , 50546 0 , 223 -0 , 56216 0 , 224 -0 , 55887 0 , 225 -0 , 55559 0 , 226 -0 , 55231 0 , 227 -0 , 54905· 0 , 228 -0 , 54579 0 , 229 -0 , 54254 0 , 230 -0 , 53930 0 , 231 -0 , 53606 0 , 232 -0 , 53283 0 , 233 -0 , 52961 0 , 234 -0 , 52638 0 , 235 -0 , 52318 0 , 236 -0 , 51998 0 , 237 -0 , 51679 0 , 233 -0 , 51 361 0 , 239 -0 , 51043 0 , 240 -0 , 50726 0 ,241 -0 , 50409 0 , 242 -0 , 50093 0 , 243 -0 ,49778 0 , 244 --0 ,49463 0 , 245
у
-0 ,49149 -0 ,48836 -0 , 48523 -° 148211 -0 ,47900 -0 ,47588 -0 ,47278 -0 , 46968 -0 ,46658 -0 ,46350 -0 ,46343 -0 ,45735 -0 , 45428 -0 , 45421 -0 , 4481 5 -0 , 44509 -0 ,44204 -0 ,43900 -0 ,43597 -0 , 43294 -0 , 42991 _0 ,42688 -0 ,42336 _0 ,42085 -0 ,41784 -0 , 41483 -0 , 41183 -0 , 40384 _0 ,40586 _0 , 40287 -0 , 3998 9 -0 , 39691 -0 , 39393 -0 , 23097 -0 , 3380 о -0 , 38501. '! -0, 3320 -0 , 3791 -0 , 3761 -0 , 3732 -0 , 3703 -0 , 3673
8 3 8 4 О 6 3 О 7 5 5 2 1 О О
-0 , 3644 -0 , 3615 -0 , 3585 -0 , 3556 -0 , 3527 -0 , 3i98 -0 , 3469 -0 , 3440 -0 , 3411
109
<р (у)
0 , 246 0 , 247 0 , 248 0 , 249 0 ,250 0 , 251 0 , 252 0 , 253 0 , 254 0 , 255 0 ,256 0 , 257 0 , 258 0 , 259 0 ,260 0 , 261 0 , 262 0 , 263 0 , 2� 0 , 265 0 ,266 0 , 2G7 0 , 268 0 , 269 0 , 270 0 , 271 0 ,272 0 , 273 0 , 274 0 , 275 0 , 276 0 , 277 0 , 278 0 , 279 0 , 280 0 , 281 0 , 282 0 , 283 0 , 284 0 , 285 0 , 286 0 , 28 7 0 , 288 0 , 289 0 , 290 0 , 291 0 , 292 0 , 293 0 , 294 0 , 295 0 ,296
1 10
у
-0 , 38820 -0, 35530 - 0 , 33241 -0 , 32952 -0 ,32663 -0 , 32375 -0 , 32087 -0, 31799 -0 , 31512 -0 , 31224 -0 , 30937 -0 , 30651 -0 , 30365 -0 , 30079 -0 , 29793 ...... 0 , 29507 -0 , 29223 -0 , 28938 -0 , 28463 -0 , 28369 -0 ,28085 -0, 27801 - 0 , 2751 7 -0 , 27234 -0 , 26951 -0 ,26668 -0 , 26386 -0 , 26104 -0, 25822 -0 , 25540 - 0 , 25258 -0, 24977 -0 , 24696 -0 ,2441 5 ...... 0 , 24135 -0 , 23854 -0 , 23574 -о 23294 , .
-0 , 23014 -0 , 22734 -0 , 22455 - 0 , 22176 -0 , 21896 -0 , 21618 -0, 21340 �0 , 21061 -':"'0 , 20783 '--0 , 10504 -0 , 20227 ...-0 , 19949 --0 , 19672
1 1 <р (у)
0 , 297 0 , 298 0 , 299 0 , 300 0 , 301 0, 302 0 , 303 0 , 304 0 , 305 0 , 306 0 , 307 0 , 308 0 , 309 0 , 31 0 0 , 31 1 0 , 31 2 0 ,313 0 , 3 1 4 0 , 315 0 , 316 0 ,317 0 , 31 8 0 , 319 0 , 320 0 , 32t 0 , 322 0 , 323 0 , 324 0 , 325 0 , 326 0 , 327 0 , 328 0 , 329 0 , 330 0 , 331 0 , 332 0 , 333 0 , 334 0 , 335 0 , 336 0 , 337 0 , 338 0 , 339 0 , 340 0 , 341 0 , 342 0 , 343 0 , 314 0 , 345 0 , 346 0 , 347
П р и л о ж е н и е 3 (продолжение)
у 1 1 <р (у) у
-0 , 19394 0 , 348 -0 , 05405 -0, 1 91 1 7 0 , 349 -0 , 05134 -;;0 , 18840 0 , 350 --0 , 0'1862
. -0, 1 8563 0 , 351 � 0 , 04590 �0 , 18286 0 , 352 -0 , 0�313 -0,18009 0 , 353 -0 , ОЮ�6 -0., 17733 0 , 354 -0 , 03773 ·-0 , 1 7456 0 , 355 --0 , 03501 -0 , 17180 0 , 356 -0 , 03229 -0, 1 690� 0 , 357 --0 , 02953 -0, 16628 0 , 358 -0, 02685 -0, 16352 0 , 359 -0 , 0241 4
-0 ,16077 0 , 360 -0, 02142 -0 , 1 5801 0 , 361 - 0 , 01870 -0 , 1 5526 0 , 362 -0 , 01598 -0 , 15251 0 ,363 -0 , 01326 - 0 , 1'4279 0 , 364 --0 , 010'54 -0 , 14700 0 , 365 - 0 , 00783 -0 , 14425 0 , 366 -0 , 00511
-0 , 14151 0 ,367 -0 , 00239 -0 , 1 3876 0 , 368 -0, 00033 -0 , 13602 0 , 369 - 0 , 00305 _0 , 1 3327 0 , 370 -0,0057у -0 , 13053 0 , 371 -0 , 00849 1-0 , 12779 0 , 372 -0 , 01120 -0 , 12505 - 0 , 373 -0 , 01392 -0. , 12231 0 , 374 _0 , 01664 -0 ,11967 0, 375 _0,01935 -0, 11683 0 , 376 -9 , 02207 -0 , 1 1409 0 , 377 -0 , 02480 -0 , 1 11 36 0 , 378 -0, 02751 -0 , 1 0863 0 , 379 -0 , 03023 - 0 , 1 0589 0 , 380 --0 , 03296 -0, 1031.5 0 , 381 -0, 03568 -0 , 10042 0 , 382 . -0,03840 -0 , 09769 0 , 383 -0 , 0411 1 -0,09496 0 , 384 -0 , 04384 -0 , 09222 0 , 385 . -0 , 04656 -0 , 08950 0 , 386 - 0 , 0�928 -0 , 08677 0 , 387 -0 ,05200 -0 , 08404 0 , 388 - 0 , 05472
-0 , 08131 0 , 389 -0 , 05745 -0,07858 0 , 390 - 0 , 0601 7 -0 , 08586 0 , 391 -0, 06290 -0 , 07313 0 , 392 - 0 , 06562 - 0 , 07941 0 , 393 '--0 , 06835 -0 ,06768 0 , 394 -0 , 07107 .-0 , 06495 0 , 395 -0 , 07379 -0, 06223 0 , 396 -0 , 07552 -0, 05951 0 , 397 --0 ,07925 -0 , 05679 0 , 398 -0 , 08197
<р (у) у 1 1 <р (у)
0 , 399 -0 , 08470 0 ,450 0 , 400 -0 , 08742 0 , 451 0 , 40 1 -0 , 09015 0 , 452 0 ,402 - 0 , 09288 0 , 453 0 , 403 -0 , 09561 0 ,454 0 , 404 -0, 09834 0 , 455 0 , 405 -0 , 10108 0 , 456 0 , 406 �0 , 10381 0 , 457 0 , 407 - 0 , 1 0654 0 , 458 0 , 408 0 , 1 0927 0 , 459 0 , 409 0 , 1 1202 0 , 460 0 , 41 0 -0 , 1 1474 0 , 461 0 , 411 -0 , 1 1 748 0 , 462 0 , 412 . -0 , 12022 0 , 463 0 , 413 -0 , 12295 0 , 464
. 0 , 41 4 -0 , 1 2569 0 , 465 0 , 415 -0 , 12843 0 , 466 0 , 416 --0 , 13117 0 , 467 0 , 417 �0 , 1 3392 0 , 468 0 ,418 -О , 1 366О 0 , 469 0 ,419 --0 , 13940 0 , 470 0 ,420 -0 , 1 4214 0 , 471 0 , 421 -0 , 14489 0 , 472 0 , 422 -0 , 1 4764 0 , 473 0 ,423 - 0 , 15038 0 , 474 0 , 424 -0 , 1 5313 0 , 475 0 , 425 - 0 , 1 5588 0 , 476 0 , 426 -0 , 1 5863 0 , 47 7 0 , 427 -0 , 16138 0 , 478 0 ,428 -0 , 1 6413 0 , 479 0 , 429 -0 , 1 6688 0 ,480 0 , 430 -О , 1О964 0 ,481 0 , 431 -0 , 1 7240 0 ,482 0 , 432 -0 , 1751 5 0 ,483 0 ,433 -0, 1 7791 0 ,484 0 , 434 - 0 , 1 8067 0 ,485 0 , 435 -0 , 18343 0 ,486 0 ,436 -0 , 18620 0 ,487 0 , 437 -0 , 1 8896 0 ,488 0 ,438 -0 , 1 91 72 0 ,489 0 ,439 -0 , 19449 0 , 490 0 ,440 _ 0 , 19725 0 , 49 1 0 ,441 -0 , 20003 0 , 492 0 ,442 _0 , 20280 0 , 493 0 ,443 -0 , 20557 0 , 494 0 ,444 -0 , 20834 0 , 495 0 , 445 -0 , 2 1 1 1 1 0 , 496 0 , 446 -0 ,21289 0 , 497 0 , 447 --0 , 21667 0 , 498 0 , 448 -0 , 2 1 945 0 , 499 0 ,449 -0 , 22223 0 , 500
П р и л о ж е н и е 3 (продолжение)
у
- 0 , 22501 -0 , 22780 - 0 , 23059 -.0 , 23337 -0 ,23616 - 0 , 23895 -0 , 24174 - 0 , 24453 - 0 , 24733 -0 , 25012 -0 , 25292 -0 , 25573 -0 , 25852 --о , 26132 - 0 , 26414 -0 , 26694 -0 , 26975 -0 , 27257 -0 , 27539 -0 , 27820 -0 , 28101 _0 , 28383 -0 , 28665 - 0 ,28947 _0 , 29230 -0 , 29512 -0 , 29795 -0 , 30078 -0 ; 30362 �D , 30646 _0 , 30930 -0 , 31213 -0 , 31 787 _0 ,31782 0--0 , 32066 _0 , 32351 _0 , 32636 .-0 , 32921 .-0 , 33207 � 0 , 33492
0 , 33778 0 , 34065 0 , 34351 0 , 34638 0 , 34924 0 , 35211 0 , 35500 0 , 35788 0 , 36076 0 , 36364 0 , 36651
11 <р (у) 0 , 501 0 , 502 0 ,.503 0 , 504 0 , 505 0 , 506 0 , 507 0 , 508 0 , 509 0 , 510 0 , 511 0 , 51 2 0 , 51 3 0 , 514 0 , 515 0 , 516 0 , 51 7 0 , 51 8 0 , 519 0 , 520 0 , 521 0 , 522 0 , 523 0 , 524 0 , 525 0 , 526 0 , 52 7 0 , 528 0 , 529 0 , 530 0 , 531 0 , 532 0 , 533 0 , 534 0 , 535 0 , 536 0 , 537 0 , 538 0 , 539 0 , 540 0 , 54 1 0 , 542 0 , 543 0 , 544 0 , 545 0 , 546 0 , 54 7 0 , 548 0 , 549 0 , 550 0 , 551
у
0 , 36940 0 , 37229 0 , 37518 0 , 37808 0 , 38097 0 , 38387 0 , 38677 0 , 38968 0 , 39259 0 , 39550 0 , 29841 0 , 40133 0 , 40425 0 , 40717 0 , 41009 0 , 41302 0 , 41595 0 , 41888 0 ,4 1182 0 ,42476 0 ,42770 0 ,43065 0 ,43360 0 ,43655 0 ,43950 0 , 44246 0 ,44542 0 , 44838 0 ,45135 0 ,45432 0 , 45730 0 ,46027 0 ,46352 0 ,46624 0 , 46922 0 ,47221 0 ,47521 0 ,4 7820 0 ,48120 0 ,48421 0 ,48721 0 ,49022 0 ,49324 0 , 49626 0 ,49928 0 , 50230 0 , 50533 0 , 50836 0 , 51140 0 , 51444 0 , 51748
9* 111
«р (у) у
0 , 552 0 , 52053 I 0 , 553 0 , 52358 0 , 554 0 , 52633 0 , 555 0 , 52969 0 , 556 0 , 53275 0 , 557 0 , 53582 0 , 558 0 , 53889 0 , 559 0 , 54196 0 , 560 0 , И50� 0 , 561 0 , 5�812 0 , 562 0 , 55121 0 , 563 0 , 55�30 0 , 56.4 0 , 55739 0 , 565 0 , 560�9 0 , 566 0 , 56359 0 , 567 0 , 56670 0 , 568 0 , 5698 1 0 , 569 0 , 57292 0 , 5 70 0 , 5760� 0 , 571 0 , 57916 0 , 572 0 , 58229 0 , 573 0 , 58542 0 , 57'1 0 , 58856 0 , 575 0 , 59.170 0 , 576 0 , 59�85 0 ; 51"7 0 , 59800 0 , 578 0 , 60115 0 ,579 0 ,60i3 1 0 , 580 О , 60Н7 0 , 581 ,0 , 6 106� 0 , 582 0 , 6 1381 0 , 583 0 , 61699 0 , 581 0 , 62017 0 , 585 0 , 62335 0 , 586 0 , 62651 0 , 587 О , 629Н 0 , 588 0 , 63291 0 , 589 0 , 63614 0 , 590 0 ,63935 0 , 59 1 0 , 6�257 0 , 592 0 , 64579 0 , 593 0 , 6 190 1 0 , 594 0 , 6522� 0 , 595 0 , 65548 0 , 596 0 , 65872 0', 597 0 , 6652 1 0 , 598 0 , 66521 0 , 599 0 , 66847 0 , 600 0 , 6 7173 0 , 601 0 , 67499 0 , 602 0 , 6 7826
112
П
р и
л
о ж
е н и
е
3 (п
род
о
л
ж
ени
е)
1 1 «р (у) . 1 у
0 , 603 0 , 6815� 0 , 60� 0 , 68�82 0 , 605 0 , 68811 0 , 606 0 , 69140 0 , 607 О ,69ИО 0 , 608 0 , 69800 0 , 609 0 , 70131 0 ,6 10 0 , 70162 0 , 6 1 1 0 , 7079'1 0 , 612 0 , 71 126 0 , 613 0 , 71�59 0 , 614 0 , 7 1 793 0 , 615 0 , 72127 0 , 6 '16 О , 72 iб2 0 , 6 1 7 0 , 72797 0 , 6 18 0 , 73133 0 , 619 0 , 73470 0 , 620 0 , 73807 0 , 62 1 0 , 7 1145 0 , 622 0 , 74483 0 , 623 0 , 7�822 0 , 624 ' 0 , 75161 0 , 625 0 , 75501 0 , 626 0 , 75812 0 , 627 0 , 76 18 1 0 ,628 0 , 75526 0 , 629 0 , 76868 0 , 630 0 , 772 11 0 ,631 0 , 77555 0 ,632 0 , 77900 0 ,633 0 , 782� 5 0 , 63'1 0 , 78591 0 , 635 0 , 78937 0 , 636 0 , 79281 0 , 637 0 , 79632 0 , 638 0 , 7;)980 0 , 639 0 , 80330 0 , 6'10' 0 , 80679 0 , 64 1 0 , 8 1030 0 , 642 0 , 8 1381 0 , 6 13 0 , 8 1733 () , 644 0 , 82085 0 , 6 45 0 , 82 '138 . 0 , 6 16 0 , 82792 0 , 6 '17 0 , 83147 0 , 6 '18 0 , 83502 0 , 649 0 , 83858 0 , 650 0 , 842 1 5 0 , 65 1 0 , 84573 0 , 652 0 , 84931 0 , 653 0 , 85290
11 «р (у) 0 , 65� 0 , 655 0 , 656 0 , 657 0 , 658 0 , 659 0 , 660 0 , 661 0 , 662 0 , 663 0 , 66� 0 , 665 0 , 666 0 , 667 0 , 668 0 , 669 0 , 670 0 , 671 0 , 672 0 , 673 0 , 6 7 1 0 , 675 0 , 676 0 , 677 0 , 6 78 0 , 679 0 , 680 0 ,681 0 , 682 0 , 683 0 , 68'1 0 , 685 0 , 686 0 , 687 0 , 688 0 , 689 0 , 690 0 , 691 0 , 692 0 , 693 0 , 69� 0 , 695 0 , 696 0 , 697 0 , 698 0 , 699 0 , 700 0 , 701 0 , 702 0 , 703 0 , 70 1 ,
11
, 0 , 856�9 0 , 86010 0 , 86371 0 , 86733 0 ,87096 0 , 87�59 0 , 87824 0 , 88189 0 , 8855� 0 , 88921 0 , 89288 0 , 8965 7
6 ::> 6 7 9 3 7 2 7 4
0 , 9002 0 , 9039-0 , 9076 0 , 9 1 13 0 , 9 1 50 0 , 9 188 0 , 922 5 0 , 9263 0 , 9300 0 , 9338 0 , 9376 0 , 91 13
1 9 8 8 9 1 4 7 2 7 3 1 9 8 8 9 1 4
8 3 9 6
0 , 9 j,5 1 0 , 9 '189 0 , 952 7 0 , 9566 0 , 9600'1 0 , 96 12 0 , 9681 0 , 97 19 0 , 9758 0 , 9797 0 , 9835 0 , 98 71 0 , 9913 0 , 9952 0 , 9992 1 , 003 1 1 , 0070 1 , 0110 1 , 0149 1 , 0 189 1 , 0229 1 , 0269 1 , 030� 1 ,0349 1 , 0389 1 , 0 129 1 , 0 '170
3 3
6 9 3
<р (у) у 11 <р (у)
0 ,,705 1 , 05109 0 , 756 0 , 706 1 ,055 15 0 , 757 0 , 707 1 ,05922 0 , 758 0 , 708 1 ,06331 0 , 759 0 , 709 1 , 06741 0 , 760 0 , 710 1 , 07151 0 , 761 0 , 71 1 1 , 07563 0 , 762 0 , 712 1 , 07976 0 , 763 0 , 713 1 , 08390 0 , 764 0 , 714 1 , 08805 Р , 765 0 , 715 1 , 09221 0 , 766 0 , 716 1 , 09639 0 , 767 0 , 717 1 , 1,0058 0 , 768 0 , 718 1 , 10477 0 , 769 0 , 719 1 , 10898 0 , 770 0 , 720 1 , 11321 0 , 771 0 , 721 1 , 1 1744 0 , 772 0 , 722 1 , 12169 0 , 773 0 , 723 1 , 12594 0 , 774 0 , 724 ' 1 , 13021 0 , 775 0 , 725 1 , 134;;0 0 , 776 0 , 726 1 , 13870 0 , 777 0 , 727 1 , 14310 0 , 778 0 , 728 1 , 14742 0 , 779 0 , 729 1 , 15175 0 , 780 0 , 730 1 , 15610 0 , 781
, 0 , 731 1 , 16046 0 , 782 0 , 732 1 , 16483 0 , 783 0 , 733 1 , 16922 0 , 784 0 , 734 1 , 17362 0 , 785 0 , 735 1 , 1 7803 0 , 786 0 , 736 1 , 18246 0 , 787 0 , 737 1 , 18689 0 , 788 0 , 738 1 , 19135 0, 789 0 , 739 1 , 19581 0 , 790 0 , 740 1 , 20030 0 , 791 О , '141 1 , 20479 0 , 792 0 , 742 1 , 29930 0 , 793 () , 743 1 , 21382 0 , 794 0 , 744 1 , 21836 0 , 795 0 , 745 1 , 22291 0 , 796 0 , 746 1 , 22748 0 , 797 0 , 747 1 ,23206 0 , 798 0 , 748 1 , 23666 0 , 799 0 , 749 1 , 24127 0 , 800 0 , 750 1 , 24590 0 ,801 0 , 75 1 1 , 25054 0 , 802 0 , 752 1 , 25520 0 , 803 0 , 753 1 , 25987 0 , 804 0 , 754 1 , 26456 I 0 ,805 0 , 755 1 , 26927 0, 806
П р и л о
ж е и и е 3 (продолжение)
у 11 <р (у) 1 ,27339 0 , 807 1 ,27872 0 , 808 1 ,28348 0 , 809 1 ,28825 0 ,810 1 ,29303 0 , 811 1 ,29784 O ,81� 1 , 30266 0 , 813 1 , 30749 0 , 814 1 , 31235 0 ,815 1 , 31722 0 , 816 1 , 32211 , 0 ,817 1 , 32701 0 ,818 1 , 33194 0 , 819 1 , 33688 0 ,820 1 ,34184 0 , 821 1 , 34682 0 ,822 1 , 35181 0 , 823 1 , 35683 0 ,824 1 , 36186 0 , 825 1 , 36691 0 , 826 1 , 37199 0 , 827 1 , 37708 0 , 828 1 , 38219 0 ,829 1 , 38732 0 , 830 1 ,39247 0 , 831 1 , 39764 0 , 832 1 ,40283 0 , 833 1 ,4 0804 0 ,834 1 ,41327 0 , 835 1 ,41852 0 , 836 1 ,42379 0 , 837 1 ,42!Ю9 0 , 838 1 ,43440 0 , 839 1 ,43974 0 , 840 1 ,44510 0 , 841 ' 1 ,45048 0 , 842 1 ,45589 0 , 843 1 , 46131 0 , 844 1 ,46676 0 , 845 0 , 47223 0 ,846 1 ,47773 0 , 847 1 ,48324 0 , 848 1 ,48878 0 , 849 1 ,49435 0 , 850
' 1 ,49994 0 ,851 1 , 50555 0 , 852 1 , 51 1 19 0 , 853 i , 51686 0 , 854 1 , 52224 0 , 855 . 1 , 52826 0 , 856 1 , 53400 0 , 851
у 1 ,53976 1 ,54556 1 ,55 137 1 ,55722 1 ,46309 1 , 56899 1 , 57482 1 , 5808 8 1 , 58686 1 , 59287 1 , 59891 1 , 6049 8
8 1 , 6110 1 , 61721 1 , 6233 7
6 9 4 2 4 9 7 9 4 2 4 9 8 О 6 6 9 6 7 2 О 3 О О 5 4 7 4 6 2 3 8 7 2 1 4
1 , 6295 1 ,6357 1 , 6420 1 , 6483 1 , 6546 1 , 6609 1 ,6673 1 , 6737 1 , 6802 1 , 6867 1 ,6932 1 , 6997 1 ,7063 1 ,7130 1 , 7196 1 , 7263 1 , 7330 1 , 7398 1 , 7466 1 , 7535 1 , 7604 1 , 7673 1 , 7743 1 , 7813 1 , 7883 1 , 7954 1 , 8025 1 , 8097 1 ,8169 1 , 8242 1 , 8315 1 , 8388 1 , 8462 1 , 8537 1 , 8612 1 , 8687
,1 13
П р и л о ж е н и е 3 (продолжени:е)
<р (у) у 1 1 <р (у) у 11 <р (у) у
0 , 858 1 , 87633 0 , 909 2 , 34957 0 , 960 3 , 19853 0 , 859 1 , 88396 0 , 910 2 , 36 1 16 0 , 96 1 3 , 22437 0 , 860 1 , 89165 0 , 911 2 , 37287 0 , 962 3 , 25086 0 , 861 1 , 89938 0 , 912 2 , 38471 0 , 963 3 ,27805 0 , 862 1 ,90717 0 , 913 2 , 39668 0 , 964 3 , 30596 0 , 863 1 , 91501 0 , 914 2 ,40878 0 , 965 3 , 33465 0 ,864 1 , 92290 0 , 915 2 ,42102 0 , 966 3 , 36415 0 , 865 1 , 93084 0 , 916 2 ,43339 0 , 967 3 , 39452 0 , 866 1 ,93884 0 , 917 2 ,44590 0 , 968 3 ,42580 0 , 867 1 ,94690 0 , 918 2 ,45856 0 , 969 3 ,45806 0 , 868 1 , 95501 0 , 919 2 ,47137 0 , 970 3 ,49137 0 , 869 1 , 96317 0 , 920 2 ,48433 0 , 971 3 , 52578 0 , 870 1 ,97140 0 , 921 2 ,49774 0 ,972 3 , 56138 0 ,871 1 , 97968 0 , 922 2 , 51072 0 , 973 3 , 59826 0 , 872 1 ,98802 0 , 923 2 , 52415 0 , \)74 3 ,63652 0 , 873 1 , 99643 0 , 924 2 , 53776 0 , 975 3 ,67525 0 , 874 2 ,00489 0 , 925 2 , 55154 0 , 976 3 , 71758 0 , 875 2 , 01342 0 , 926 2 , 56550 0 ,977 3 , 76065 0 , 876 2 , 02201 0 , 927 2 , 57<163 0 , 978 3 , 80561 0 , 877 2 ,03066 0 , 928 2 , 59396 0 , 979 3 , 85264 0 , 878 2 ,03939 0 , 929 2 ,60848 0 , 980 3 , 90194 0 , 879 2 ,04817 0 ,930 2 ,62319 0', 981 3 , 95374 0 , 880 2 ,05703 0 , 931 2 , 63811 0 , 982 4 ,00832 0 , 881 2 ,06595 0 , 932 2 , 65324 0 , 983 4 ,06598 0 , 882 2 , 07495 0 ,933 2 , 66859 0 , 9.84 4 , 12711 0 , 883 2 ,08401 0 , 934 2 ,68416 0 , 985 4 , 19216 0 , 884 2 , 09315 0 , 935 2 , 69995 0 ,986 4 ,26166 0 ,885 2 , 10236 0 , 936 2 , 71958 0 , 98 7 4 , 33627 0 , 886 21, 1 1 165 0 , 937 2 , 73226 0 , 988 4 ,41682
, 0 , 887 2 , 1 2101 0 , 938 2 , 74879 0 , 9880 4 ,41682 0 , 888 2 , 13045 0 , 939 2 , 76558 0 , 9881 4 ,42524 0 , 889 2 , 13997 0 , 940 2 , 78263 0 , 9882 4 ,43373 0 , 890 2 , 14957 0 , 941 2 , 79997 0 , 9883 4 ,44229 0 , 891 2 , 15926 0 ,94'2 2 ,81759 0 , 9884 4 ,45092 0 , 892 2 , 169'02 0 , 943 2 , 83550 0 , 9885 4 ,45963 0 , 893 2 , 17888 0 ,944 2 ,85373 0 , 9886 4 ,46841 0 ,894 2 , 18881 0 ,945 2 , 87227 0 , 9887 4 ,47728 0 , 895 2 , 1988-4 0 , 946 2 , 89114 0 , 9888 4 , 48622 0 , 896 2 ,20896 0 , 9!17 2 , 91036 0 , 9889 4 ,49523 0 , 897 . 2 ,21\И7 0 , 948 2 ,92933 0 , 9890 4 , 50'133 0 , 898 2 ,22947 0 , 9<i9 2 , 94987 0 , 9891 4 , 51352 0 , 899 2 ,23987 0 , 950 2 , 97020 0 , 9892 4 , 52278 0 , 900 2 ,25037 0 , 951 2 , 99092 0 , 9893 4 , 53214 0 , 901 2 , 26096 0 , 952 2 ,01206 0 , 9894 4 , 54158 0 , 902 2 ,27166 0 , 953 2 ,03363 0 , 9895 4 ,551 11 0 , 903 2 , 282<i6 0 , 954 3 , 05566 0 , 9896 4 , 56073 0 ,904 2 , 29337 0 , 955 3 ,07816 0 , 9897 4 ,570И 0 , 905 2 , 30 1038 0 , 956 3 , 10115 0 , 9898 4 , 58025 0 , 906 2 ,31551 0 , 957 3 , 12466 0 , 9899 4 , 59015 0 , 907 2 ,32675 0 , 958 3 , 14871 0 , 9900 4 ,60015 0 , 908 2 ,,33810 0 , 959 3 , 17332 0 , 9901 4 ,6 1025
114
<р (у) у 1 1 <р (у)
0 , 9902 4 , 620±5 О , 995!! 0 , 9903 4 , 63076 0 , 9955 0 , 990± 4 , 64117 0 , 9956 () , 9905 4 , 65169 0 , 9957 0 , 9906 4 , 66233 0 , 9958 0 , 9907 4 , 67307 0 , 9959 0 , 9908 4 , 68393 0 , 9960 0 , 9909 4 , 69491 0 , 9961 0 , 99 10 4 , 70601 0 , 9962 0 , 9911 4 , 71724 0 , 9963 0 , 9912 4 , 72859 0 , 996!1 0 , 9913 4 , 74007 0 , 9965 0 , 9914 4 , 75168 0 , 9966 0 , 9915 4 , 76342 0 , 9967 0 , 9916 4 , 77531 0 , 9968 0 , 9917 4 , 78734 0 , 9969 0 , 9918 4 ,4 1 183 () , 9970 0 , 9920 4 ,82430 0 , 9971 0 , 9921 4 , 83693 0 , 9972 0 , 9922 4-, 84972 0 , 9973 0 , 9923 4 , 86267 0 , 9974 0 , 9924 4 ,8 7580 0 , 9975 0 , 9925 4 , 88909 0 , 9976 0 , 9926 4 , 90256 0 , 9977 0 , 9927 4 , 91622 0 , 9978 0 , 9928 4 , 93006 0 , 9979 0 , 9;)29 4 , 94410 0 , 9980 0 , 9930 4 , 95833 0 , 9981 0 , 9931 4 , 97277 0 , 9982 0 , 9932 4 , 98 742 0 , 9983 0 , 9933 4 , 00229 0 , 9984 0 , 9934 4 , 01738 0 , 9985 0 , 9935 4 , 032>69 0 , 9986 0 , 9036 4 , 04825 0 , 9987 0 , 9937 4 , 06405 0 , 9988 0 , 9938 4 , 08010 0 , 9989 0 , 9939 4 , 09641 0 , 9990 0 , 9940 5 , 1 1229 0 , 9991 0 , 9941 5 , 12985 0 , 9992 0 , 9942 5 , 14699 0 , 9993 0 , 9943 5 , 16443 0 , 9994 0 , 9944 5 , 18218 0 , 99940 0 , 9945 5 , 20025 0 , 99941 0 , 9946 5 , 2 1865 0 , 99942 0 , 9947 5 , 23739 0 , 99943 0 , 9948 5 , 23739 0 , 99944 0 , 9949 5 , 27596 0 , 99945 0 , 9950 5 , 29582 0 , 99946 0 , 9951 5 , 51607 0 , 99947 0 , 9952 5 , 33673 0 , 99948 0 , 9953 5 , 35784 0 , 99949
П р и л о ж е н и е 3 (ОIюнчапие)
у 11 <р (у)
5 , 37939 0 , 99950 5 , 402'12 0 , 99951 5 ,42395 0 , 99952 5 , 4!1699 0 , 99953 5 , 47057 0 , 99954 5 , 4947 1 0 , 99955 5 , 5 1946 0 , 99956 5 , 5!1483 0 , 99957 5 , 57085 0 , 99958 5 , 59757 0 , 99959 5 ,62502 0 ,99960 5 , 65324 0 , 9996 1 5 ,68228 0 , 99962 5 , 71218 0 , 99963 5 , 74300 0 , 99964 5 , 77480 0 , 99965 5 , 80764 0 , 99966 5 , 84159 0 , 99967 5 , 87673 0 , 99968 5 , 9 13 1 5 0 , 99969 5 , 95094 0 , 99970 5 , 99а21 0 , 99971 5 , 03109 0 , 999 72 5 , 07370 0 , 99973 5 , 11820 0 , 99974 5 , 16477 0 , 99975 6 , 21361 0 , 99976 6 ,2.6495 0 , 99977 6 , 31907 0 , 99978 6 , 37628 0 , 99979
' 6 ,43695 0 , 99980 6 ,50 154 0 , 99981 6 , 57058 0 , 99982 6 ·,64474 0 , 99983 6 , 72�83 0 , 99984 6 , 8 1190 0 , 99985 6 , 90726 0 , 99986 7 , 0 1267 0 , 99987 7 , 13050 0 , 99988 7 , 26408 0 , 99989 7 , 41828 0 ,99990 7 ,4 1828· 0 , 99991 7 , 41828 0 , 99992 7 , 452 19 0 , 99993 7 , 46959 0 , 99994 7 , 48729 0 , 99995 7 , 5 1532 0 , 99996 7 , 52367 0 , 99997 7 , 54237 0 , 99998 7 , 65142 0 , 99999 7 , 58084
у
7 , 6006 5 6 8 4 5
7 , 6208 7 , 64 14 7 , 6625 7 ,68�0 7 , 7060 7 , 7285 2
1 5 5 5 7 5 2 3 О 9
7 , 7515 7 , 7750 7 , 7991 7 , 8238 7 , 8491 7 , 8751 7 , 9018 7 , 9292 7 , 95 74 7 , 9863 8 , 016 8 , 047 8 , 078 8 , 11 1 8 , 145 8 , 180 8 , 2 16 8 , 254 8 , 293 8 , 334 8 , 377
25 03 78 58 48 58 95 70 92 75 32 77 30 09 39 46 63 26 80 80 91 96 98 29 66 44 98 14
8 ,421 8 , 468 8 , 51 7 8 , 568 8 , 622 8 , 679 8 , 74.0 8 , 80'1 8 , 873 8 , 947 9 , 027 9 , 1 14 9 ,2 10 9 , 3 15 9 ,433 9 , 566 9 , 72 1 9 , 90 346
10 , 126 6 1 430 977 292
10 , 41 1 0 , 8 1 1 1 , 5 1
Л И Т Е Р А Т У Р А
А л е х и н 10. М. '1963. Статистические прогнозы в геофизпке. Л . , И зд-во ЛГУ. Б у н э В. И. 1955 . О классифшации землетрясений по энергии упругих волн, излу
ченных из очага.- Доил. АН Тадш. ССР, 1 4. J3 у н э В . И . 1956а. О классификации землетрясений по их силе на основе инструыен
тальных наблюдениЙ.- Изв . АН СССР, серия геофиз . , М 1 . Б у н э В . И . 1956б. О б использовании ыетода Голицына для приближенной оценки
энергии близких зеылетрясениЙ.- Труды ТИССС, 1 . Б у н э В . И . 1956в. Сравнительно-энергетическая характеристика сейсмичности трех
районов ТаДЖИIшстана.- Докл. АН Тадл< . ССР, 1 9 . Б у н э В . И . , 1957. Опыт использования энерг�тических хараитеристик при изуче
нии сейсмичности Таджикистана.- Изв . Отд. естеств. науи АН Тадш . сср, ВЫП. 23. Б у н э В . И . 1959. Использование меры рассеяния повторяемостей землетрясений
для оцеюш характера сейсмичеСI,ОГО режима.- Доил. АН Тадж. ССР, 1 1 , М 3 . Б у н э В . И . 1960. Последующие толчки Нуреиского землетрясения 22 .IX 1956 года
и оцеюш. сейсмической а!,ТИВНОС1;И Большого Сталинабадского раЙона .- Труды ТИССС, 6 .
Б у н э В . И . , Р е й 111 а н В . М . 1960. К сеЙСl\lотектонической характеристияе центральной части Таджикской депрессии.- Труды ТИССС, 7 .
Б У н э В . И . 1961. Некоторые результаты детального изучения сейсмичесиого режима Сталинабадского района за 1955- 1959 ГГ. - Изв. АН СССР , серия геофиз . •
М 3. Б у н э В. И. 1962. Об использовании IШРТ сейсмического раЙонирования разного мас
штаба для определения расчетной балльности .- Труды ИФ3 АН СССР , М 22 (189). Б у н э В. И. 1963. Основные сейсмологические данные, использованные при деталь
ном сейсмическом районировании долины р . Вахш.- Труды ИФ3 АН СССР, М 28 (195) .
Б у н э В . И . 1964. Опыт прогноза повторяемости сильных землетрясений в Вахшском районе Таджикистана .- Труды ИФ3 АН СССР, М 33 (200) .
Б у n э В . И . , н: у л а г и н В. К . , С о б о л е в а О . В . 1965. СейсмичеСIШЙ режим ВаХШСI\ОГО района Таджикской ССР.- Душанбе, Изд-во АН Тадж. ССР.
Б а н - Д е р - В а р Д е н Б. А. 1960. Матеыатическая статистика. М . , ИЛ. Б в е Д е н с к а я Н . А . 1958. О связи во вреыени между изменением сейсмической ак
тивности близко расположенных эпицентральных ЗОН.- Изв. А Н СССР, серия геофиз. , М 1 1 .
Б в е Д е н с к а я Н . А. 1962. Обобщение сейсмостатистических данных для сейсморайонирования территории Средней Азии.- Труды ИФ3 АН СССР, М 22 (189) .
Б и н о г р а Д о в С. Д . 1959. О распределении числа разрывов по энергии при разрушении горных пород .- Изв. АН СССР, серия геофиз . , М 12 .
Б и н о г р а Д о в С . Д . 1962. Экспериментальное изучение распределения числа разрывов по энергии при разрушении горных ПОРОД .- Изв. А Н СССР, серия геофиз . , М 2 .
Б и н о г р а Д о в С . Д . 1963. Акустические исследования процессов разрушения горных пород в шахте «Анню) , Ч ехословакия.- Изв. АН СССР, серия геофиз. , М 4.
Б и н о г р а Д о в С. Д . 1964. АкустичеСlше наблюдения процессов разрушения горных пород. М . , изд-во «Наукю).
r а й с к и й В. Н . , К а т о к А. П. 1 960. Некоторые вопросы, связанные с изучением сейсмического режима на примере землетрясений Памиро-Гиндукушской ЗОНЫ.Труды ТИССС, 7 .
r а й с к и й В . Н . 1961. О некоторых закономерностях сейсыического процесса на примере землетрясений Тадшикистана .- Изв. А Н СССР , серия геофиз. , М 4 .
r а й с к и й В . Н . , Б и л ь м а н Б . М. 1962. О свойствах параметров сейсмического режима и изучении сейсмичности Тадшикистана .- Труды ТИ СС С , 10 .
Н6
Г а й с к и й В . Н. 19Ь4. Применение теории экстремальных значений при исследованиях по сейсмическому районированmо ТаДЖикистана. - Труды ТИССС, 1 2 .
Г а й с к и й В . Н . , К а т о к А. П. 1965. Применение теории экстремальных значений для оценки повторяемости сильных землетрясениЙ.- Сб. «Динамика земной коры)}. М . , изд-во «Наука».
Г а й с к и й В . Н . , К а т о к А . П. 1967. О сейсмическом районировании Таджикистана.- Сб. «Сейсмический режим и динамические характеристики сейсмических волю). Труды ТИССС.
Г а й с к и й В. Н . , К и н я n и н а Т. А . 1967. Об одном аспекте использования макросейсмических данных.- Сб. «Сейсмический режим и динамические характеристики сейсмических волю). Труды ТИССС.
Г а й с к и й В. Н . , И к ч у р и н а С. т. 1967. Еще раз о картах сейсмической акТИВНОСТИ.- Сб . «Сейсмический режим Таджикистана)} . Душанбе.
Г а й с к и й В. Н . , И I< ч у р и н а С. т . , Р я б ч у к Т. М. 1967. О статистической I<вазиоднородности сейсмического поля и связи между . землетрясениями. - Сб. «Сейсмический режим Таджикистана». Душанбе.
Г а й с к и й В. Н. 1967а. Карты сейсмичеСI<ОЙ аI<ТИВНОСТИ и их прогностичеСI<ое значение.- Докл. АН Тадж. ССР, .М 2.
Г а й с I< И Й В . Н . 1967б. О прогнозе повторяемостей землетрясений с помощью карт сейсмичеСI<ОЙ активности.- И зв. А Н СССР, серия физики Земли, М 6 .
Г а й с к и й В . Н . 1967в. О подобии совокупностей землетрясений, связи между ними и «склонностИ» I< периодичности.- Изв. АН СССР, серия физики Земли, М 7 .
Г а й с к и й В . Н . , Р е й м а н В . Н . , К а т о к А. П . 1968. СейсмичеСI<ое районирование территории ТаДЖИI<истана. Глава в монографии «Сейсмическое райони-рование СССР». М . , изд-во «Наука» . .
Г а й с к и й В . Н . , М и х а й л о в а Р . С. 1969. Исследование некоторых свойств сейсмического процесса по слабым землетрясениям.- Труды ИФ3 АН СССР (в печати) .
r а м б у Р ц е в Г. А. 1953. О высокочастотной сеЙсмометрии.- Докл. А Н СССР, 88, М 5, 787-', 89 .
r а м б у Р ц е в Г. А . 1955. Состояние и перспективь' работ в области прогноза землетрясени�.- Би·лл. Совета по сейсмологии, М 1 .
Геология и сейсмичность района НуреКСI<ОЙ ГЭС. 1962. Душанбе, Изд-во Р Н Тадж. ССР. r з о в с I< И Й ,М. В . , К Р е с т н и к о в В . Н . , Н е р с е с о в И. Л. , Р е й с
н е р Г. И . 1958. Сопоставление тектоники с сеймичностью Гармского � района Таджикской ССР, 1 , 1 1 . - Изв. АН СССР, серия геофиз. , .N!M 8 , 12.
Г з о в с к и й М . В . , К Р е с т н и к о в В . Н . , Н е р с е с о в И. Л . , Р е й сн е р Г. И . 1960. Новые принципы сейсмичеСI<ОГО районирования на примере центральной части Тянь-Шаня 1 , 1 1 .- Изв. АН СССР, серия геофиз. , М 2, 3 .
r з о в с к и й М. В. , 196 1 . Тектоника и прогноз землетрясений. Acta tehn. , Acad. scient. hung. t. XXXVII , fasc. 3-4.
r з о в с к и й М. В. 1963. Использование новейших и современных тектонически:х; движений при детальном сейсмическом районировании нового типа.- Сб. «Современные движения земной норы», М 1 . М . , Изд-во АН СССР.
r о л и Ц ы н Б. Б . 1960. О землетрясении 18 февраля 1911 года . Соч . , т. П, М . , Изд-во АН СССР. .
Г о р б у н о в а И . В . 1962. Детальное изучение сейсмичности Северного Тянь-ШаНЯ.- Труды ИФ3 АН СССР, М 25 ( 192 ) .
Г о Р б у н о в а И . В . 1964. Построение карт сейсмичеСI<ОЙ аI<ТИВНОСТИ с постоянной точностью.- Труды ИФ3 АН СССР, М 32 (199) .
r о р б у н о в а И . В . , Р и з н и ч е н к о Ю. В . 1965. Опыт картирования сейсмической аI<ТИВНОСТИ по методу суммирования.- Изв. АН СССР, серия физика Земли, М 7 .
r р и н В . П . 1964. О сейсмичности бассейна нижнего течения р . Нарын.- Сб. «Вопросы региональной сейсмичности Средней Азию). Фрунзе, Изд-во ИЛИМ .
r р о ш е в о й Г. В . , П а с е ч 'н и I< И. П . 1956. ВЫСОI<очувствительный полевой сейсмограф МПС-1 дЛЯ записи короткопеРИОДНЬJХ компонент сейсмических ВОЛН.ИЗВ. АН СССР, серия гесфиз., ом 1 0 .
r у м б е л ь Э . 1965. Статистика экстремальных значений. М . , изд-во «Мир» . Гу р е в и ч Г. И . , Н е р с е с о в И . Л . , К у з н е ц о в К . К . 1 960. К истолкова
нию закона повторяемости землетрясениЙ.- Труды ТИССС, 6 . Д ж а н у з а I< О В К . , К о с с о б у д з к и й Т . М . 1964. О сейсмичеСI<ОМ райони
ровании территории Киргизии.- Сб. «Вопросы региональной сейсмичности Сред-ней Азию). Фрунзе, Изд-во ИЛИМ . /
З а n о л ь с I< И Й К . К . 1960. Измерение уровня и спектрального состава нороткопериодных МИI<росеЙсм.- Труды ИФЗ АН СчСР, ом 10 (177) , 1 53-164.
З а х а р о в а А . И. 1963. Карта сейсмической аI<ТИВНОСТИ с произвольной зоной оср еднен и я.- Бюлл. Совета по сейсмологии, ом 17 .
3 а х а р о в а А. И. 1964. Карта сейсмичеСI<ОЙ активности с произвольной зоной осред нения.- ДОI<Л. АН Узб .. ССР, .N2 3 .
117
R а т о к А. П . 1965а. Повторные толчии и их влияние на параметры сейсмичеСIЮГО режима.- Сб. «Динамика земной иоры» . М . , изд-во «Наукю>.
R а т о к А. П. 1965б. О влиянии Хаитсиого землетрясения 10.УП 1 949 г. на сейсмический режим Душанбино-Гармского раЙона.- Докл. АН Тадж. ССР, V I I I , N� 6 .
R а т о к А. П . 1966 . Неиоторые особенности сейсмического режима после ха.итского зем:летрясения.- Изв. АН СССР, серия физика Земли, ом 7 .
R а т о и А . П . , Г а й с к и й В . Н . , Н е р с е с о в И . Л . , М и р з о е в Н . М . 1966 . R анализу флуюуаций сейсмичесного режима.- ДОIШ. АН Тадж. ССР, N� 12 .
R о л ы о г о р о в А . Н . 1941 . О логарифмичесни-нормальном заноне распределения размеров частиц при дроблении. - Донл. АН СССР, 31 , ом 2.
R У з н е Ц о в а Н . И . 1962. О влиянии механичесних свойств и СIЮРОСТИ деформирования на харантер разрушения схематической модели неоднородной среды и HeI{Oторых реальных материалов.- Изв. АН СССР, серия геофиз . , N� 12 .
Л и н н и к Ю . В . 1962. Метод наименьших нвадратов и основы теории обработки наблюдений. М . , ГИФМЛ .
Л я п У н о в А . А . , Ф а н Д 10 Ш И Н а С. М . 1950. R вопросу о повторяемости землетрясениЙ.- Изв. АН СССР, серия геогр. и геофиз. , ом 6 .
М а с а р с I{ И Й С. И . , Г о р б У н о в а И . В . 1964. Сейсмичность Джунгарии и Алтае-Саянской области.- Труды ИФЗ АН СССР, N� 32 (199) .
М а м: а Д а л и е в Ю . А. 1 963. Об изменении параметров сейсмичеСI{ОГО режима во времени.- ДОI{Л. АН Тадж. ССР, ом 2.
М а м: а Д а л и е в 10 . А . 1964. Об исследовании изменений параметров сейсмического I режима во времени и в пространстве. - Сб. «Вопросы региональной сейсмичности Средней Азию>. Фрунзе , Изд-во ИЛИМ.
М и ш а р и н а Л. А . , 1961 . Афтершони Среднебайкальского землетрясения 29 августа 1 959 года.- Геология и геофизика , ом 2 .
М и ш а р и н а Л. А. 1 967 . Напряжения в земной I<ope в рифтовых зонах. М; , '
изд-во «Наукю>. М о н и н А. С . , Я г л о м А. М. 1965. Статистическая гидромеханика, ч. I. М . , изд
во «НаУI{Ю> . Н е р с е с о в И. Л . , Р и з н и ч е н н о Ю. В . 1 959. Повторяемость землетрясений
и I,apTa сейсмичесной антивности.- Сб. «Сейсмичесние и гляциологичесние исследования в период МГГ» , вып. 2.
Н е р с е с о в И . Л . , Г р и н В . П., Д ж а н у з а к о в а Н . 1960. О сейсмичеСI{ОМ районировании бассейна р . Нарын. Фрунзе, Изд-во АН Rирг. ССР.
О б у х о в А. М. 1954. Статистическое описание непрерывных полеЙ.- Труды Геоф. АН СССР, ом 24 (151 ) .
П а с е ч н и к И . П . 1 956а. Азимутальная четырехко:м:понентная установка с наклонными сеЙсмографами. - Изв. АН СССР, серия геофиз . , ом 3.
П а с е ч н и к И . П . 1956б. R изу�ению сейсмичности Хаитсной эпицентральной зоны.- Изв. АН СССР, серия геофиз. , ом 12 .
П ш е н н и к о в Н . В. , 1965. Механизм возникновения афтершонов и неупругие свойства земной IЮРЫ. М . , изд-во «Нау!{ю>.
Р а у т и а н Т. Г. 1960. Затухание сейсмических волн и энергия землетрясениЙ.Труды ТИССС, 7.
Р а у т и а н Т . Г. 1 964. Об определении энергии землетрясений на расстояниях до 3000 -п,м . - Труды ИФЗ АН СССР, ом 32 (1 99) .
Р и з н и ч е н к о 10 . В. 1 958. Об изучении сейсмического режима.- Изв. АН СССР, серия геофиз . , ом 9.
Р и з н и ч е н I{ о 10 . В . (ред. ) . 1960. Методы детального изучения сеЙсмичности.Труды ИФЗ АН СССР, ом 9 (176) .
Р п з н п ,ч е н к о Ю . В . , Н е р с е с о в И . Л . 1 960а. R разработке основ количественного метода сейсмического раЙонпрования.- Бюлл. Совета по сейсмологии АН СССР, N� 8 .
Р и з н и ч е н к о 10 . В. , Н е р с е с о в И . Л. 1960б. Детальное изучение сейсмичесного режима в Гармсной эпицентральной области.- Доклад на Х П Ассамблее МГГС в Хельсинни.
Р и з н и ч е н к о Ю. В. (ред. ) . 1961. Слабые землетрясения.- Сборник переводов статей. М . , ИЛ .
Р и з н и ч е н н о Ю. В . 1962. О nоможностях расчета максима;IЬНЫХ землетрясениЙ.- Труды ИФЗ АН СССР, ом 25 (192) .
Р и з н и ч е н I{ о 10 . В. 1964а. О связи энергии мю{симальных землетрясений с сейсмичесной ю<Тивностью.- Донл. АН СССР, 1 57 , N2 6 .
Р 11 з Н И Ч е н н о Ю . В . 1 964б. Определение ПОТОI<а энергии очагов землетрясений на основе сейсмичесной антивности.- Докл . АН СССР , 1 59 , X� 2 .
Р I I З Н И Ч е н I{ о 10 . В . 1964в. Метод ' суммирования землетрясений для изучения сейсмичесной антивности. - Изв. АН СССР, серия геофиз . , ом 7 .
Р п з н и ч е н !{ о Ю . В . 1 965а. R :шергетичесной TpaHTOВI{e зююна повторяемости землетрясениЙ.- Изв. АН СССР, серия физика Земли, ом 10.
Р Il З Н И Ч е н к о 10 . В. 1965б. О сейсмическом течении горных масс.- Сб. «Динамика зе�mой НОрЫ» . М . , изд-во «{-Iауна» .
1 18
Р и з н и ч е н к о Ю . В . 1965в. От ю<Тивности очагов землетрясений к со.трясаемости земной поверхности.- Изв. АН СССР, серия физика Земли, М 1 1 .
Р и з п и ч е н !{ о Ю . В . 1966а. Проблемы физики землетрясениЙ.- Изв. А Н СССР, серия физика Земли, М 2 .
Р n з н и ч е н !{ о 10 . В . 1966б. Расчет сотрясаемости точек земной поверхно.сти о.т зеылетрясений в о.кружающеЙ о.бласти.- Изв. АН СССР, серия фИЗИl{а 3еыли , М 5 .
Р n з н и ч е н к О. Ю . В . 1967а. Сейсмическая ю{тивно.сть и энергия максиыальных зеылетрясениЙ.- В кн. «Проблемы геофизИI<И Средней Азии и Казахстана" . М . , изд-во «Науиа» .
р п з п и ч е п к о 10 . В . , З а х а р о в а А. И . , С е й Д у з о в а С. С. 1967. Карты сейсыичеCI{ОЙ сотрясаемости.- До!ш. АН СССР, 174, М 4.
Р 1 1 Х Т е р Ч . Ф. 1963. Элеыентарная сеЙсыология. М . , ИЛ . С ы и р н о в Н . В . и Д у н и н - Б а р !{ О В с !{ И Й И . В. 1 959. КраТI<ИЙ иурс ыате
матической статистики для технических приложений. М . , ГИФМЛ . С о л о в ь е в С . Л . 1961 . Некоторые статистичеСI<ие распределения землетрясений
и ТeI{тоничес!{ое строение сейсыичеСI<ИХ зон.- Изв. АН СССР, серия геофиз. , .N� 1 . С о л о в ь е в С . Л . , С о л о в ь е в а О . Н . 1962. Показательное распределение об
щего числа последующих толчков зеылетрясения и убывание с ГJ.lубиноЙ его среднего значения.- Изв. АН СССР, серия геофиз . , .N� 12 .
Ф е Д о т о в С . А . , К у з и н И . П. , Б о б к о в М . Ф . , 1964. Детальные сейсмологичеСЮIe исследования на Камчат!{е в 1961-1962 ГГ.- Изв. АН СССР, серия геофиз . , М 9 .
Ф е Д о т о в С . А . 1965. Закономерности распределения сильных землетрясений Кам чaTKи' Курильских островов и Северо-Восточной Японии. - Труды ИФЗ АН СССР, М 36 (203) .
Ф е Д о т о в С . А . 1 968. О сейсмичеСI<ОМ цикле, возможности I<оличествепного сейсмичеСI<ОГО районирования и долгосрочноы сейсмичеСI<ОЫ прогнозе .- В !{Н . «Сейсмическое районирование СССР" . М . , изд-во «Нау!{ю,.
Х а л ь д А. 1956 . Матеыатическая стаТИСТИI<а с техническими приложениями . М . , ИЛ .
Ц х а I< а я А. Д. 1965. Графики повторяем:ости и !{арта сейсмичес[{ой активности Кавказа .- Изв. АН СССР, серия физика Земли, М 8 .
Щ и г о л е в Б . М . 1 962. Матеыатическая обработка наблюдений . М . , ГИФМЛ . Я н !{ е Е . , Э м Д е Ф . , Л е ш Ф . 1 964. Специальные фУНI<ЦИИ. М . , изд-во «Нау!{ю,.
А k i К. 1 954 . Q uantitative prediction of earthquake occurrence as stосlшtiс phenomena . J . Phys. Earth, 2, N 2 .
А k i К . 1956 . 8оше ргоЫеШБ in statistical seismology, Zisin, 2, 8, N 4 (ЯПОНСI<. ) . А k i К . , Т s u j u r а, Н о r i М. and G о t о К . 1 958. Correlation study of near earth
quake \vaves. 1. ВиН. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ. , 36 , N 2 . А k i К. and Т s и j и r а М. 1959. Correlation study o f near earthquake \vaves. П. ВиН .
Earthquake R es. Inst . , Tokyo Univ. , 37, N 2 . А k i К. , 1 962. 8tudy of earthquakes \vaves Ьу а seismometer Аггау 1 . Aftershocks of tlle
Кitamino earthquake of Aug. 19, 1 96 1 . В иН. Earthquake R es. Inst. , Tokyo Univ . , 40, N 2 .
А k i К. and М а t и т о t о Н . 1963. 8tudy о У earthquake waves Ь у тэапs оУ а seism ometer аггау П. А study ot tlle crustal structure in tlle Kanzo region Ьу the observation оУ apparent velocities of P-\vaves caused Ьу тапу БшаН earthquakes. Bul l. Earthquake R es. Inst. Tokyo Univ. , 41 .
А k i К. 1 965. Maximum likelillood estimate оУ Ь in the formula log N =3. -ЬМ and i ts confidence limits. ВиН. Earthquake Res. Inst . , Tokyo Univ . , 43, N 2 . .
А k а т а t и К . 1 961 . Оп microseism in frequence l'Юlgе from 1 to 200 c/s. ВиН. Eartllquake Res. Inst. Tokyo Univ. , 39, N 1 .
А 1 1 е n С. R . , А т а n d Р. 8t. , R i с h t е r С. F: and N о r d q и i а t J . М . 1965 . Relationship bet\veen seismicity and geologie structure in tlle 80uthern California region. ВиН. 8eismol. 8ос. America, 55, N 4 .
А s а d а Т. 1 957a. Frequency distl'ibution of eartllquake magnitude, seismicity and геlated problems, Zisin, 2, 10 (яионс!{ . ) .
А s а d а Т. 1957б . · ОЬsегvаtiопs оУ near-by microeartllquakes \vith ultrasensitive seismometers. J. Phys. Earth" 5, N 2.
А s а d а Т . , 8 u у е h i r о 8. and А k а т а t и К. 1958а. Observation оУ near-by m icroearthquakes occurring in the vicinity оУ Matsushiro, Japan, Zisin, 2, 2 , N 1 (ЯПОнс!, , ) .
А s а d а Т. , 8 u у е h i r о 8. and А k а т а t и К. 19536 . Observation аУ near Ьу microearthquakes \vith ultrasensitive seismometers а t Matsushiro. Japan. J. P]lYS. Е а rth . , 6, N 1 .
А s а n о 8 . 1965а. О п tlle seismicity i n tlle K\vanto Dist]'ict after Great K\vanto earthguake, 8eptembel' 1 , 1 923, pt. 1 . Bul]. Earthquake Res . . Inst . , Tokyo Univ. , 43, N 2 .
· 119
А s а n о S. 19656. Оп the seismicity in the Kwanto District after the Great Kwanto earthquake, Septemter 1 , 1923, pt . 2 . Bull. Earthquake Res. Inst. Tokyo. Univ. , 43 , N 3 .
В r u n е J . N . and О 1 i v е r J . 1959. The seismic noise o f the Earth's surface . Bull. Seismol. Soc. America, 49, N 4.
B r u n e J . , S m i t h St. , D a v i e s J . and R i c h a r d s P. 1966. Microeartllquake hypocenters in southern California in tlle vicinities of Cajon Pass and Апzа. Tt'ans. Amer. Geophys. Union, 47, N 3 .
В r п n е J . N. and А 1 1 е n С . R . 1967. А miсrо-еаrthqпаkе survey o f tlle San-Andreas Fault System in soutllern California. Bull. Seismol. Soc. America , 57 , N 2 .
D е N о у е r J . 1964. High frequency miсrоеаrthqпаkеs recorded at Quetta, Pakistan. Bull. Seismol . SOC. America, 54, N 6 В .
D u d а S. J . 1965. Secular seismic energy release i n the Circumpacific belt. Tectonophysics, 2, N 5 .
Е g g е n Ь е r g е r F . ппd Р о 1 у а G. 1923 . Uber die Statistik verketteter Vorgange, Z. F. Angew. Math. und МесЪап. , 3 , Н. 4 .
F r а n t t i G. Е . , W i 1 1 i s D . Е . and W i 1 s о п J . Т. 1962. ТЪе spectrum o f seismic noise. Впll. seismol. Soc. America, 52, N 1 .
F r a n t t i G . Е . 1963. ТЪе nature of high-frеqпеnсу earth noise spectra. Geophysics, 28, N 4 .
G а j а r d о Е . , and L о m n i t z С. 1960. Seismic provinces o f Chile . Proc. 2nd World Conf. оп Earthquake Engin, 3 , Tokyo .
G u m Ь е 1, Е . J . 1954 . Statistical theory of extreme vаlпеs and some pl'actical applications. U. S. Dept. Сот. Nat. Вш. Stand.
G u t е n Ь е r g В. 1941 . Mechanism of faulting in Southern California indicated Ьу sei smogl'ams. ВпН. Seismol . Soc. America, 31 , N 4 .
G п t е n Ь е r g В . and R i с Ь t е r С . 1954. Seismicity o f tlle Eartll and associated phenom ena . Princeton Univ. Press.
H a g i w a r a Т . , K a r a k a m a J . , К а у а п о J. and К а m i П П lll а К. 1963. Foreshocks, aftershocks and an earthquake swarm detected Ьу tlle llliсrоеаrthqпаkе observation. ВиН. Earthquake R es. Inst. Tokyo Univ. , 41 , N 3 .
Н а g i \v а r а Т. and О 1 i v е r J . 1964. Proc. U. S . Japan Conf. Res. Related Eartllquake Prediction Problems. Tokyo .
Н о u s n е r G . W. 1955 . Properties of strong ground motion eartllquakes. ВиН. Seismol . SOC. America, 45, N 3 .
1 i d а К . '1939. На6людения з а землетрясениями с помощью сеЙсмоrрафов. Распределение землетрясений во времени. Bull. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ. , 17, 741 -782 (ЯПОНСR.) .
1 n о , u у е W. 1932. Statistical investigation оп earthquake numbers. B'ull . Earthquake R es. Inst. Tokyo Univ. , 10, 43-54.
1 n о u у е W. 1 937 . Statistical investigations of earthquake frequencies. ВиН. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ. , 1 5 , N 1 .
1 s а с k s В . and О 1 i v е r J . 1964. Seismic waves with frequencies from 1 to 100 cycles per second in а deep щiпе in Northern New Jersey. ВиН. Seismol . SOC . America, 54, N 6, pt. А .
1 s h i m о t о М . and 1 i d а К . 1939а. Observations sur les seismes enregistres par lе щiсrоsеismоgrарhе construit dernierement 1 . Bull. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ. , 17 , 443-478 (ЯПОНСR.) .
К а w а s u m i Н . 1 952а . Оп the energy law of occurrence of Japanese earthquake. ВиН. Eartllquake Res. Inst. Tokyo ,Uni'V . , 30, N 4.
К а w а s u т i Н. 19526. Energy law of earthquake occurrence in the vicjnity of Tokyo. Bull. Earthquake Res. Inst . Tokyo Univ . , 30, N 4 .
К i s h i m о t о У . , Н а s h i z u т е М . , О i k е К . and М i n о К. 1964. Some properties of microearthquakes in the western part of Kinki district . Spec. Contrib. Geo-phys. Inst. Kyoto Univ. , N 4 .
'
К i t а g а w а Т. , Н u r u у а S. and У а z i т а Т. 1941 . ТЪе probabilistic analysis of the time-series of rare events. 1. мет. Fac. Sci . , Kyushu Univ. , ser. А, 2, N 2 .
К п о р о f f L. 1964. ТЪе statistics of earthquakes in Southern California. Bull. Seismol. SOC. America, 54, N 6 А.
К u r i m о t о Н . 1959. А statistical study of some aftershock problems, Zisin, 2, 12, N . 1 (ЯПОНСI\.) •
L е h n е Ii F . Е . and Р r е s s F. 1966 . А тоЫlе seismograph array Bull . Seismol. Soc. America, 56, N 4.
L о т n i t z С. 1956 . Magnitude stability in eartllquake sequences. Bull . Seismol . SOC. America, 56, N 1 .
L u n d Ь е r g О . 1940 . Оп random processes and their application to sickness and accident statistics. Uppsala.
Matsushiro earthquakes observed with а temporary seismographic network, pt. 1 . ВиН. Earthquake R es. Inst. Tokyo Univ. , 44, pt. 1. 1966.
М а t u m о t о Н. 1965. А тоЫlе ultra-sensitive seismograpll array system Ьу means of magnetic tape recorder. Bull. Earthquake Res. IIJ st . Tlkyo Univ. , 43, N 2 .
120
м i k i Н . , W а t а n а Ь е Н . and 8 h i m а d а М . 1965 . Observation о! ultra microearthquakes in the vicinity of Neo Valley fault in Central Honshu, Japan, Zisin, 18 , N 2 (ЛIIOнш. ) .
М i у а m u r а 8 . 1962а. Magnitude-frequency relation o f earthquakes and its bearing оп geotectonics. Ргос. Japan. Acad. , 38, N 1 . -
М i у а IrI u r а 8. 19626 . А note оп Fennoscandian seismicity. Geopl1ysica, 7, N 4, Helsinki.
М i у а m u r а 8 . , Н о r i М . , А k i К . , Т s u j i u r а М. and М а t u m о t о Н. 1 962. 8imultaneous observation of t\VO seismometer-array stations in а study of micro-earthquakes in the Kanto and Chubu Region. BuH. Earthquake Res. Inst . , Tokyo Univ. , 40, N 4.
'
М i у а m u r а 8 . , Н о r i М . , М а t u m о t о Н. and Т s u j i u r а М . 1964 . Obser. vation of microearthquakes Ьу а seismometer аггау at Hachiman, Gifu Prefecture,
Central Japan. Bull . Earthquake Res. Inst . , Tokyo Univ. , 42, N 1 . М о g i К . 1962а. 8tudy o f elastic sb,ocks caused Ьу the fracture о ! heterogeneous mate
rials and its relation to earthquake phenomena. BuH. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ. 40, N 1 .
М о g i К . 19626. Тl1е fracture о! а semi-infinite body caused Ьу an inner stress origin and its relation to earthquake phenomena (1 рарег) . BuH. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ. , 40, N 4. .
М о g i К. 19626 . Magnitude-frequency relation for elastic sb,ocks accompanying fractures of various materials and some related p l'oblems in earthquakes (2 раре1') . Bull. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ. , 40, N 4.
М о g i К. 1963а. The fractu1'e of а semi-infinite body caused Ьу an inne1' stress o1'igin а 1 1 its relation to the ea1'thquake phenomena (2 рарег) . BuH. Ea1'thquake Res. Inst. Tokyo Univ. , 41 , N 3 .
М о g i К. 19636 . 8оше discussions оп aftershocks, fo1'eshocks and earthquake s\va1'ms -the f1'acture of а semi-infinite body caused Ьу an inne1' stress o1'igin and its 1'еlаtion to the earthquake phenomena (3 рарег) . BuH. Ea1'tl1quake Res. Inst. Tokyo Univ. , 41, N 3 .
М о g i К . 1964. Deformation and fracture of rocks unde1' confining pressure ( 1 ) . Сошpression tests оп dry 1'ocks sample. Bull . Ea1'thquake Res. Inst. Tokyo Univ. , 42, N 3.
M u 1' a m a t u J . , E n d o J . , 8 i m o n o Н . , K o o k e t u Н. and' 8 u z u k i 8 . 1963 . Obse1'vation o f mic1'oearthquakes i n Mino Dist1'ict i n Gifu Prefecture, Centra l Japan. J . Phys. Earth. , 1 1 , N 2 .
N о l' d q u i s t J . М . 1 945 Theory of 1argest values applied to earthquake magni·tudes. Trans. Ашег. Geophys. Univ . , 26 , N 1 .
О k а n о К . , and Н i l' а n о J . 1964. МiсгоеагtlIquаkеs occu1'ring i n the vicinity о ! Куoto. I . 8рес. Contribs Geophys. Inst. Kyoto Univ . , N 4 .
О k а n о К. and Н i l' а n о J . 1965 . Microearthquakes occurring i n the vicinity о! Куoto. I I . 8рес . Contribs Geophys. Inst. Kyoto Univ . , N 5 .
0 1 i v е r J . , R у а 1 1 А . , В l' U n е J . N . and 8 1 е m m о п s D . В . 1966 . Mic1'oearthquake activity 1'eco1'ded Ьу portable seismograp11s of hig11 sensitivity. Bull. 8eismol.
. 80с. Ame1'ica, 56, N 4. . Р о 1 у а G. 1 930. 8u1' quelques points de lа theo1'ie des p1'obabilites. Ann. Ins. Henri
Poincare, fasc. 2, 1 . R i с h t е r С . F . 1935. An inst1'umenta1 earthquake magnitude sca1e. BuH. 8eismo1.
80с. America, 25, N 1 . 8 !l n f 0 1' d А . R . and Н 0 1 m е s С . R . 1962. Microea1'thquakes nea1' 80corro, Ne\v
Mexico . J . Geophys. R es. , 67 , N 1 1 . 8 h 1 а n g е l' А . В . М. 1960. 8оше consequences o f ea1'tlIquake statistics {О1' the yea1's
1918-1955. Ge1'1ands Beit1'. Geophys. , 69, Н . 2 . 8 u z u k i Z . 1 953 . А statistica1 study о п the occurrence of smaH earthquakes. 1 . 8ci.
Repts. Тоhбku Univ. , se1'. V. Geophys. , 5. S u z u k i Z. 1 955. А statistical study оп t11e occurrence of smaH ea1'tlIquakes. 2 . 8ci .
Repts. Тоhбku Univ. , Se1'. V. Geophys. , 6 . S u z u k i Z . 1958. А statistica1 study о п the occurrence o f smaH ea1'thquakes. 3 . 8ci.
Repts Тоhбku Univ. , 8е1'. V, Geophys. , 1 0 . 8 u z u k i Z . 1959. А statistical study о п the occurrence o f smaH eaгthquakes. 4. 8ci.
IRepts Тоhбku Univ. , 8ег. V, Geophys. , 2 . 8 u у е h ·i l' о S . , А s а d а Т. and О h t а k е М . 1964. Foreshocks and afteгshocks ас
. companying а perceptible eaгthquake. Papers Meteorol . and Geophys. , 1 5 . 8 u у е h i l' О 8'. 1966 . Diffe1'ence bet\veen aftershocks and fo1'esl10cks in the relationship
' I of magnitude to f1'equency of occurrence fo1' the Great СЫlеап ею·thquаkе of 1 960 ШuН. 8eismol. 80с. Ameгica, 56, N' 1 .
Т а k а h а s i К . 1938. О п analysis o f 1'andom fluctuations, pe1'sistence and periodicities and some applications to meteorological and geophysical Phenomena. Geophys. M a g . v. 2, N 3 .
Т s u Ь о i С. 1952. Magnitude-frequency 1'elation foг ea1'thquakes in and nea1' Japan. J. P1lYs. Ea1'th. , 1, N 1 .
121
т s u Ь о i С. 1958. Earthquake province-domain о! sympathetic seismic activities. J . Phys. Earth., 6, М2 1 .
U t s u Т. 1957. Magnitude of earthquake and occurrence of their aftershocks, Zision, 2, 10, N 1 (японск. ) .
V е r е - J о n е s D . , Т u r n о v s k у S . and Е i Ь у G. А. 1 964. А statistical Бшуеу of earthquakes in the main seismic region of New Zealand. 1 . N . Z . J . Geol. and-Geophys. , 7, N 4 .
V е r е - J о n е s D . . and D а v i е s В . В . 1966. А statistical sUt'vey of carthquakes in the main seismis region of Ne\v Zealand. 2. N, Z. J . Geol. and Geophys . , 8 .
W а n n е r Е . 1 937а. Zur Statistik der Erdbeben. 1 . Gerlands Beitr. Geophys., 50 , Н . 1 . W а n n е r Е . 19376. Zur Statistik der Erdbeben 2 . Gerlands Beitr. Geophys. , В . 50,
Н . 2-4. W а n n е r Е. 1 951 . Zur Statistik der Erdbebensch\varme. Arch. Meteorol . , Geophys.,
ВiokIim. , Ser. А, 4. W а t а n а Ь е S. 1 933. Оп the theory of durability. Geophys. Mag. , 7. _
у а m а k а \у а N . , К о m а е М . and К о Ь а у а s h i Е . 1 965. Aftershock activity and normal seismic activity, Zisin, 2 Бег. , 18, N 2 (японск. ) .
О Г Л А В Л Е Н И Е
Предисловие • • • • • • • • • • . . . • • • • • 5
Г л а в а I . История исследований сейсмического режима 7
Г л а в а н. Общие закономерности сейсмического режима . ' 25
Г л а в а II I . Приемы описания квазиоднородного сейсмического поля 57
Г л а в а IV. Особенности сейсмического режима коровых землетрясений 79
Г л а в а У. Исследование микроземлетрясений 96
З аключение . . 103
Приликения • 106
Литература . 116
СтатпсгпqеCIше псследоваНПlI сеiiсмпqеСItого реiнпма
Утвержде"о " печати ИliCmиm!!mом. геологии и геофизи';и СибиРG"ого отделе"ия A"aDe�tuu на!!" СССР
Редактор С. д. Виноградов Техниqеский редаюор В. Г. Ла!!m
Сдано в набор ЗОjVП 1969 Г. Подписано к пеqати 6jIII 1910 г.
Формат 70XI08'/". Т-0512,з. Бу�шга М 2 Усл. печ. л. 12,25 Уч.-изд. л. 9 , 2,
Тираж 1200 ЭН3. Тип. зак. 2713 Це"а 92 >:оn.
Издательство .Наука •• Москва Н-62 , ПодсосеFlСКИЙ: пер . , 21 2-я типография издательства «НаУIЩ'), Москва Г-99, ШуБЮIСКИЙ пер. , tO
C "- I I .
О П Е Ч А Т l\ И И И С П Р А В Л Е Н И Я
Строка
Ф-JIа (28)
Ф-ЛD. (51 )
НапеЧа1'aIЮ
(m - 2а) ;Н 63 71 8 с п . после таБJI. 39
В. Н. ГаЙСКflЙ
Должно быть
(т + 2d)
е-е-У 12