Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Моделирование пространственного распределения областей повышенных предсейсмических деформаций

М. И. Гапеев, Ю. В. Марапулец, А. А. Солодчук

Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, с. Паратунка, Камчатский край, 684034, Россия

Аннотация: В рамках линейной теории упругости предложен новый подход к моделированию пространственного распределения областей повышенных деформаций земной коры, возникающих при подготовке землетрясений. Модель основана на системе дифференциальных уравнений Ламе, где источник землетрясения представлен в виде сосредоточенной системы сил, приложенных к точке упругого полупространства. Соответствующая прямая краевая задача решается с использованием функций Грина. В рамках модели для каждой точки поверхности земной коры вычисляются предсейсмические деформации, после чего определяется частота случаев, когда эти деформации превышают фоновые приливные.
Предложенный метод апробирован на данных каталога “The Global Centroid-Moment-Tensor Catalog” для Камчатки — одного из самых сейсмически активных регионов планеты. Проведено моделирование пространственного распределения повышенных предсейсмических деформаций за период 1976–2020 гг. Установлено, что области повышенных деформаций преимущественно локализуются вдоль линии основного разлома у побережья Камчатки. Максимумы относительных частот возникновения таких деформаций граничат с районами высокой плотности населения. Анализ временной динамики выявил значительную вариативность: наблюдаются периоды как с высокими частотами повышенных деформаций (0.6–0.8), так и с низкими (0.1–0.2).
Разработанный подход позволяет исследовать области повышенных деформаций земной коры, возникающие при подготовке сильных землетрясений, и может быть использован для изучения предсейсмических аномалий в различных геофизических полях.

Ключевые слова: моделирование предсейсмических деформаций, функция Грина, теория упругости, сейсмичность Камчатки, тектоническое напряжение

УДК: 550.34:539.3:519.6

MSC: 74B05, 86A15, 35Q74

Получение: 20 июня 2024 г.
Исправление: 25 октября 2024 г.
Принятие: 21 февраля 2025 г.
Публикация онлайн: 28 марта 2025 г.

DOI: 10.14498/vsgtu2100

Реферативные базы данных:

• 
• 
• 
•