CC BY
69
АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЙ ГРАВИТАЦИОННОГО ПОЛЯ И ВЫСОТ КВАЗИГЕОДА, ОБУСЛОВЛЕННЫХ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ
Ирина Геннадьевна Ганагина
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры астрономии и гравиметрии, тел. (383)3-61-01-59, e-mail: [email protected]
Вадим Федорович Канушин
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры астрономии и гравиметрии, тел. (383)3-61-01-59, email: [email protected]
Денис Николаевич Голдобин
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, тел. (383)3-61-01-59, e-mail: [email protected]
Рассмотрена связь ГПЗ с очагами напряженности в земных недрах, которая может быть использована для оценки влияния различных геодинамических процессов. Обнаружено существование колебаний этой связи на ограниченных участках земной коры.
Ключевые слова: гравитационное поле Земли.
ANALYSIS OF QUASIGEOID GRAVITATIONAL FIELD AND HEIGHTS CHANGES DUE TO SEISMIC ACTIVITIES
Irina G. Ganagina
Ph.D., Assoc. Prof., Department of Astronomy and Gravimetry, Siberian State Academy of Geodesy, 10 Plakhotnogo St., 630108 Novosibirsk, phone: (383)3-61-01-59, e-mail: [email protected]
Vadim F. Kanushin
Ph.D., Assoc. Prof., Department of Astronomy and Gravimetry, Siberian State Academy of Geodesy, 10 Plakhotnogo St., 630108 Novosibirsk, phone: (383)3-61-01-59, e-mail:
Denis N. Goldobin
Siberian State Academy of Geodesy, 10 Plakhotnogo St., 630108, Novosibirsk, e-mail: [email protected]
Terrestrial gravitational field relation with seismic focuses is considered. It may be useful for different geodynamic processes effect assessment. The variations of this relation on some limited crust areas were revealed.
Key words: terrestrial gravitational field.
В данной работе предпринята попытка рассмотреть землетрясение как точеный источник волны вариации силы тяжести 5g на поверхность Земли. Действительно, за счет гравитационных “приливов” поверхность Земли
деформируется ~40 см/сут, а соответствующая вертикальная составляющая вариации силы тяжести 8g составляет ~100 мкГал или Ъg/g ~10-6[1,2]. В качестве исходных данных для вычисления изменений силы тяжести, обусловленных сейсмической активностью, предлагается использовать значение Ъg = 0,575 мкГал, зафиксированное при землетрясении силой М=5,7 20 сентября 2003г. в Токио.
В табл. 1 приведены данные о землетрясениях с соответствующей магнитудой за период с января по сентябрь 2003г, использованные для вычисления изменений силы тяжести на всей поверхности Земли.
Таблица 1. Исходные данные для вычисления изменений силы тяжести
Местоположение очага Дата Время, hh:mm:ss Ф° Х° Магнит уда Глубина , км
1 2 3 4 5 6 7
Токио 20.09.2003 03:54:50,7 34,998 140,172 5,7 -
Западная Турция 10.04.2003 00:40:15,1 38,221 26,958 5,7 -
Люзон 1.01.2003 15:13:9,1 12,07 122,45 5,7 33
Юг Сендвичевых Островов 6.09.2003 15:47:0,3 57,37 25,48 5,7 33
Южная Суматра 6.09.2003 17:06:22,1 5,11 104,29 5,7 64
Исландия 7.09.2003 13:19:21,9 22,45 172,01 5,7 33
Остров Ява 8.09.2003 6:26:34,2 8,40 110,23 5,7 65
Люзон 14.09.2003 18:45:51,1 18,67 121,04 5,7 33
Хоккайдо 25.09.2003 21:02:53,0 41,79 144,19 5,7 33
Хоккайдо 26.09.2003 6:26:58,7 42,30 144,52 5,7 41
Хоккайдо 29.09.2003 7:49:58,1 42,41 143,89 5,7 42
Филлипины 6.01.2003 14:57:34,1 20,11 121,50 5,7 33
Северная Суматра 10.01.2003 15:18:56,9 0,44 97,86 5,7 33
Курильские Острова 2.02.2003 5:38:56,0 45,67 151,55 5,7 38
Вос.побережье северной Исландии 12.02.2003 11:43.654,9 38,02 178,42 5,7 41
Провинция Хиньян(юг) 12.03.2003 4:47:55,5 39,58 77,46 5,7 33
Вост. Побережье Камчатки 17.03.03 18:55:48,5 52,30 160,29 5,7 25
Вост. Побережье Камчатки 18.03.2003 5:37:28,9 52,25 160,41 5,7 27
Вост. Побережье Камчатки 19.03.2003 12:01:41,9 52,16 160,75 5,7 11
Вануату 20.03.2003 15:08:14,0 19,16 167,65 5,7 33
Регион островов Бонин 21.03.2003 18:43:27,7 28,19 142,57 5,7 33
Соломоновы Острова 26.03.2003 13:21:15,9 7,09 155,63 5,7 33
Запад Бразилии 27.04.2003 22:57:43,6 8,139 71,58 5,7 541
Окончание табл. 1
Местоположение очага Дата Время, hh:mm:ss Ф° Х° Магнит уда Глубина , км
1 2 3 4 5 6 7
Северная Суматра 12.05.2003 03:03:5,7 1,17 98,86 5,7 81
Остров Ява 14.05.2003 07:40:30,6 7,98 107,29 5,7 33
Восточное побережье Хонсю 17.05.2003 14:33:10,4 35,97 140,36 5,7 33
Запад о. Тонга 19.05.2003 10:43:21,5 17,92 178,68 5,7 545
Район островов Маскарин 28.05.2003 16:15:18,7 17,63 65,96 5,7 10
Море Банда 8.06.2003 21;15:35,3 7,49 125,62 5,7 33
Район острова Жан Майен 19.06.2003 12:59:24,5 71,09 7,68 5,7 10
По полученным данным построена картосхема изменений силы тяжести при сейсмической активности, представленная на рис. 1.
Рис. 1. Картосхема изменений восстановленного поля силы тяжести при сейсмической активности в период с января по сентябрь 2003 года
На картосхеме, изображенной на рис. 1, представлены изменения силы тяжести на всей земной поверхности, обусловленные сейсмической активностью, с января по сентябрь 2003 г. мкГал. Степень разложения гармонических коэффициентов п=36. Из рисунка видно, что наибольшее количество очагов землетрясений приходится на территорию с широтой ф=45°.
На рис. 2 представлены изменения восстановленного поля силы тяжести для вычисленных гармонических коэффициентов при степени разложения п = 4.
На рис. 3 приведены изменения восстановленного поля силы тяжести ГАО-95 при степени разложения п = 4.
50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00
Рис. 2. Картосхема изменений восстановленного поля силы тяжести для вычисленных гармонических коэффициентов при степени разложения п
Рис. 3. Картосхема изменения восстановленного поля силы тяжести ГАО-95 при
степени разложения п = 4
Из сравнения двух картосхем видно, что наблюдается некоторая корреляция: как в восстановленном поле силы тяжести, так и в поле силы тяжести ГАО-95 присутствует аномалия на территории с долготой X * 150°.
На картосхеме, приведенной на рис. 4, изображены изменения восстановленного поля силы тяжести для вычисленных гармонических коэффициентов при степени разложения п=8.
На рис. 5 изображена картосхема изменений восстановленного поля силы тяжести ГАО-95 при степени разложения п = 8.
Сравнивая рисунки 4 и 5, можно заметить некоторую корреляцию между долготами X * 150° и X * 200°, а также на долготе X * 350°.
При помощи формул 27 и 28 был выполнен пересчет гармонических коэффициентов в высоты квазигеоида.
На рисунке 6 приведена картосхема изменений высот квазигеоида для восстановленного поля силы тяжести при степени разложения п=8.
Рис. 4. Картосхема изменений восстановленного поля силы тяжести для вычисленных гармонических коэффициентов при степени разложения п = 8
50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00
Рис. 5. Картосхема изменений восстановленного поля силы тяжести ГАО-95 при
степени разложения п = 8
Рис. 6. Картосхема изменений высот квазигеоида для восстановленного поля силы тяжести при степени разложения п=8
Картосхема изменений высот квазигеоида для восстановленного поля силы тяжести ГАО-95 при степени разложения п=8 представлена на рис. 7.
Рис. 7. Картосхема изменений высот квазигеоида для восстановленного поля силы тяжести ГОА-95 при степени разложения n=8
Из сравнения этих рисунков видно, что корреляция наблюдается в районе нулевой широты, а также в районе долготы X * 130°.
Сравнивая все полученные картосхемы с картосхемой, представленной на рисунке 1, также можно заметить корреляцию с аномалиями, расположенными в районе широты ф * 45° и долготы X * 150°. Также общий анализ картосхем позволяет сделать вывод, что изменения силы тяжести в зонах сейсмической активности коррелируют с изменениями высот квазигеода, а это значит, что связь между ними существует.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Петрова, Л. П. Возможные природа и механизм образования сейсмогравитационных колебаний Земли [Текст] / Л. П. Петрова. // Вопросы геофизики. -№34. - 1997. - С.14-32.
2. Bjerhammar A. 1983.Long—wavelength heterogeneities in the upper mantee as seen bysatellites/ Tectonophysics,vol.90,1-2, p.57-76.
© И.Г. Ганагина, В.Ф. Канушин, Д.Н. Голдобин, 2012
