ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК СССР

ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК СССР
№ 11
СЕРИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ
1959
И.П. ПАСЕЧНИК
ВОЗДУШНЫЕ ВОЛНЫ, ВОЗНИКШИЕ ПРИ
ГОБИ-АЛТАЙСКОМ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИИ 4. XII 1957 г.
4.XII 1957 г. на юге Монгольской Народной Республики в горах Гурван-Богдо
произошло разрушительное землетрясение силой 11 баллов, получившее в литературе
название Гоби-Алтайского. В момент землетрясения в эпицентре возникли
воздушные волны, которые были зарегистрированы микробарографами на расстоянии
2440 км от эпицентра.
Гоби-Алтайское землетрясение было изучено А. Тресковым, В. Солоненко и
Н. Флоренсовым, детально обследовавшими район эпицентра [1]. При обследовании
было установлено, что в результате землетрясения в горном массиве Ихэ-Богдо
произошли наиболее сильные разрушения, образовались многочисленные трещ ины,
провалы, обвалы и сбросы. Главная трещина непрерывно прослеживалась на
расстоянии 250 км
от горного массива Бахар на западе до
восточных границ Баго-Богдо. Трещины
уходили на значительную глубину и
рассекали как рыхлые осадочные, так и
кристаллические породы.
В результате землетрясения горный
массив Ихэ-Богдо длиной около 100 км
и высотой до 3790 м был смещен к
востоку на 3—3,5 м и поднят на
высоту 2—6 м [1]. Очаг землетрясения
был расположен, по-видимому,
в
пределах верхней части земной коры.
На это косвенно указывают сильные
локальные разрушения в эпицентре,
малая интенсивность объемных волн,
нерезкие их вступления и большая
интенсивность поверхностных волн,
зарегистрированных
подавляющим
большинством сейсмических станции
мирa [2].
Точно определить глубину очага по
инструментальным
сейсмическим
данным не представляется возможным,
так как вблизи эпицентра не было
сейсмических станций.
Интенсивность М была определена
по поверхностным волнам многими
сейсмическими станциями и службами
мира и оценивается по данным этих служб от 7 3/4 (СССР) до 8,6 (Пасадена) [2].
Значение m [3| для станции Пасадена равно 7,9. Время в очаге и координаты
эпицентра по данным различных источников приведены в табл. 1. Некоторое
несовпадение значений времени в очаге и координат эпицентра, приведенных в табл. 1,
особенно когда эти значения определялись но данным одной станции, на пример,
Shillong и Quetta, объясняется, вероятно, нечеткими вступлениями объемных волн, что
может быть обусловлено неглубоким залеганием очага и большими его размерами.
При вычислениях эпицентрального расстояния и времени пробега волн в данной
работе приняты значения времени в очаге и координат эпицентра, найденные но
данным сейсмической службы СССР.
Ниже дается краткая характеристика аппаратуры, установленной на станции,
зарегистрировавшей воздушные волны, и описание характера записей воздушных
волн, полученных на этой же станции.
На временной станции, зарегистрировавшей воздушные волны и расположенной
в 2440 км на северо-восток от эпицентра, кроме микробарографов, были также
установлены два трех компонентных комплекта электродинамических сейсмографов с
различными постоянными, на записях которых были отмечены вступления объемных
1688
И. П. Пасечник
и поверхностных волн, а также два малочувствительных
горизонтальных сейсмографа с увеличением порядка 5 и 20.
Характер записей на сейсмограммах, полученных па трех
указанных выше комплектах аппаратуры, различен. На записях
наиболее широкополосной аппаратуры (сейсмографы СВК и CГK [4J)
объемные волны зарегистрированы с малой амплитудой, вступления
их
нечеткие;
интенсивность
поверхностных
волн
очень
значительна, поэтому выделить вступления отдельных групп
поверхностных волн нельзя, так как записи размыты. Длительность
записи колебаний на сейсмограмме составляет более 4 час. Ha
записях
аппаратуры
с
суженной
полосой
пропускания
(сейсмографы типа СВКМ и СГКМ [5]) вступление объемных волн
четкое (время вступления продольной волны приведено в табл. 2), а
интенсивность записи поверхностных волн значительно меньше, чем
на сейсмограммах, полученных с сейсмографами типа СВК и СГК.
Благодаря этому на фоне колебаний поверхностных волн удается
четко выделить вступления объемных волн, нескольких последующих
толчков, значительно менее интенсивных, чем основной толчок.
Периоды колебаний в объемных волнах последующих толчков
несколько меньше, чем периоды колебаний в этих же волнах для
основного толчка.
Приняв среднее значение интенсивности М=8 и пользуясь
известными соотношениями между М и энергией Е,
приведенными в [3|, можно оценить энергию упругих
сейсмических
волн,
возникших
при
Гоби-Алтайском
землетрясении, величиной порядка 1024 эргов.
Записи воздушных волн были получены на эпицентральном
расстоянии 2440 км на электродинамических микробарографах с
гальванометрической регистрацией тина ЭДМБ-1 и ЭДМБ-II [7].
Чувствительность
этих
микробарографов
соответственно
составляла для ЭДМБ-1—2 бар/мм/м, для ЭДМБ-П — 7
бар/мм!м.
Микробарографы, установленные на более удаленных от
эпицентра сейсмических станциях, воздушные волны не записали,
что, по-видимому, связано с малой интенсивностью колебаний.
Фотокопия записи воздушной волны, возникшей при ГобиАлтайском землетрясении, полученная на микробарографе типа
ЭДМБ-1 на Δ = 2440 км, приведена на фиг. 1, откуда видно, что
вступление воздушной волны нечетное, колебания носят
квазисинусоидальный характер. Б начало записи периоды колебания
несколько больше, порядка 7—8 сек., в середине записи они
составляют примерно 4—5 сек. Амплитуда колебаний в начале
записи несколько меньшая, порядка 3—4 бар; в середине записи
она достигает 5—6 бар. Общая длительность записи несколько
более 10 мин. Энергия воздушных волн, определенная по формуле,
приведенной в работе [8|, составила порядка 10 17 эргов, т. е она в 10 7
раз меньше, чем энергия, выделившаяся в виде упругих
сейсмических волн. Бремя вступления и время пробега
воздушной волны даны в табл. 2. Бремя пробега воздушной волны
от эпицентра до станции равно 2 час. 1 мин. Соответственно скорость
распространения воздушной волны составляет v В = 320 м/сек, что с
погрешностью 1 —1,5% совпадает со значениями скоростей
воздушных волн, наблюдавшихся при взрывах вулканов,
метеоритов и водородных бомб [8—10].
Отсутствие на записи четких вступлений воздушных волн и
резко выраженной аномальной дисперсии, характерных для
мощных наземных взрывов [8, 10J, а также относительно большая
длительность колебаний могут указывать на то, что источник
воздушных колебаний не имел резко выраженного импульсного
характера.
На основании приведенных данных можно сделать вывод, что
воздушные волны возникли в эпицентре в момент землетрясения и
были
вызваны,
по-видимому,
мощными
нарушениями
—
растрескиваниями в земной коре.
Воздушные волны, связанные с прохождением поверхностных
волн через мощные слои осадочных пород, описание которых
приведено в работе [11], при Гоби-Алтайском и других сильных
землетрясениях отмечены не были.
При
землетрясениях
с
интенсивностью,
аналогичной
интенсивности Гоби-Алтайского, эпицентры которых были
расположены в районе Алеутских о-вов, воздушные волны на
записях микробарографов не были зарегистрированы. Это может
быть связано с более глубокими залеганиями очагов, их
расположением под дном океана, а также значительно большими
эпицентральными расстояниями
Воздушные волны при Гоби-Алтайском землетрясении
1689
В заключение отметим, что для изучения природы воздушных волн, возникших
при поверхностных землетрясениях, сейсмические станции, расположенные вблизи
эпицентральных зон, целесообразно оборудовать чувствительными микробарографами.
Академия наук СССР
Институт физики Земли
Поступила
11. III.1959
ЛИТЕРАТУРА
1. Солоненко В., ТресковА., Флоренсов П. Землетрясения в Монголии и
Прибайкалье. «Советская Россия» от 5. II.1958, № 30(490).
2. Burea Central-International de Seismoloeie. Bull. Dechanse, Seisme du 4 decembre
1957.
3. Gutenberg B. The Energy of Earthquakes. Quart. Geol. Soc. London, CXII, No. 445,
p. 1, 1956.
4. Саваренский Е.Ф., Кирнос Д.П. Элементы сейсмологии и сейсмо метрии.
ГИТТЛ, М.— Л., 1955.
5. Монахов Ф.И., Пасечник И.П., Шебалин Н.В. Сейсмические и
микросейсмические наблюдения на советских сейсмических станциях в период
МГГ, Изд. АН СССР, 1959.
6. Гальванометры магнитоэлектрические зеркального типа М21/2. ЦБТИ МЭСЭЛ,
1953.
7. Пасечник И. П., Федосеенко Н. Е. Электродинамический микро барограф с
гальванометрической регистрацией. Изв. АН СССР, сер. геофиз., № 1, 1958.
8. Whipple T. I. The great Siberian meteor and the waves, seismic and aerial which
produced. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 56, 1930.
9. Пасечник И. П. Сейсмические и воздушные волны, возникшие при извержении
вулкана Безымянный 30 марта 1956 г. Изв. АН СССР, сер. геофиз., № 9, 1958.
10. Yamamoto Ryozaburo. The Microbarographic Oscillations Produced by the
Explosions of Hydrogen-Bombs. Meteor. Notes of the Meteor. Res. Inst. Kyoto
Univ., ser. 2, No 1, 1954.
11. Benioff N., E w i n g M., Press F. Sound waves in the atmosphere generated by a
small earthquake. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 33, № 9, 1951.
11 Серия геофизическая, № 11