Структура неустойчивости сейсмического процесса

Исследован низкочастотный сейсмический шум широкополосных станций IRIS (1994 - 2012 гг). в диапазоне периодов колебаний от 40 до 360 с. Показано, что при анализе выборок длительностью в несколько месяцев спектры мощности шума станций, удаленных друг от друга на тысячи км и действующих в разных метеорологических и сейсмотектонических условиях, в целом аналогичны, что свидетельствует о глобальном распространении создающих шум источников. В то же время спектры в поддиапазонах 40 - 90, 120 - 200 и 200 - 360 с имеют разные наклоны по мере увеличения периода, что указывает на различия формирующих сейсмический шум источников. Амплитуда шума на станциях удаленных от землетрясений Суматра 26.12.2004 г., М = 9,2, Тохоку 11.03.2011 г., М = 9,0 на несколько тысяч километров, возрастала после этих событий. Это свидетельствует о последействиях глобального масштаба. После менее мощного Кроноцкого землетрясения 05.12.1997 г., М = 7,9, шум возрос только на станции Петропавловск-Камчатский (PET), удаленной от эпицентра на 300 км. Перед этим землетрясением в 1994 – 1997 гг. на станции PET регистрировался повышенный уровень шума, который уменьшился после 1999 г. и оставался низким до конца проанализированного интервала продолжительностью 14 лет. Результаты свидетельствуют, что в низкочастотный сейсмический шум, порожденный источниками в атмосфере Земли, вносит вклад в процессы, происходящие в литосфере. Исследованы записи широкополосных сейсмических станций IRIS, находящихся в разных районах земного шара. Выявлены эффекты возникновения когерентных колебаний регионального и глобального масштаба после землетрясений с М ≥ 7. Когерентность проявляется независимо от местоположения и глубины очага прошедшего землетрясения, а также от расположения приемных станций. Эффект проявляется наиболее четко в диапазоне периодов колебаний от 5 до 10 мин. Когерентность обнаруживается не ранее чем через 3,1 ч после прошедшего землетрясения и продолжается от одних до нескольких суток в зависимости от его магнитуды. В прошедших за исследованный период 01.01.2000 – 11.03.2011 г. землетрясениях мира с М ≥ 7 выявлено статистически значимое увеличение количества повторных толчков в течение 3 сут, что совпадает с периодами проявления когерентных колебаний и может свидетельствовать о влиянии когерентных колебаний на потенциальные очаги землетрясений, находящихся в метастабильном состоянии. Результаты указывают на возможную причину дальнего взаимодействия землетрясений. Исследованы записи широкополосных станций IRIS после сильных землетрясений. Через несколько суток после землетрясения возникают пульсации с периодом ≈ 128,5 мин, продолжающиеся примерно в течение недели. Они проявляются в форме периодического изменения амплитуды радиальных собственных колебаний Земли 0S0 с периодом 20,46 мин. Период пульсаций более чем в 2 раза превышает период самого низкочастотного сфероидального собственного колебания Земли 53,9 мин, в связи с чем они названы сверх длиннопериодными колебаниями СДПК. Пульсации лучше выражены на станциях, расположенных в средних широтах и вблизи экватора, и хуже проявляются вблизи полюсов. Амплитуда пульсаций изменяется синфазно на близко расположенных станциях, но сдвинута по фазе примерно на 180° на станциях, расположенных в разных полушариях. Амплитуда пульсаций не зависит от фазы земного прилива. Форма и период пульсаций воспроизводятся моделью биений, возникающих в осцилляторе Ван-дер-Поля с внешним периодическим воздействием. Высказана гипотеза о механизме пульсаций в результате асинхронного взаимодействия различных колебаний Земли.