Лабораторные и полевые исследования мета-нестабильности разлома и физических механизмов краткосрочных и неизбежных предвестников землетрясения

Проект направлен на выявления фундаментальных закономерностей деформационной динамики крупных сейсмоактивных разломов континентальной литосферы с целью поиска новых средне- и краткосрочных предвестников сильных землетрясений, что определяет его актуальность. До недавнего времени в деформационной динамике крупных разломов выделяли два основных типа реализации смещений, - быстрый, сейсмогенный и медленный криповый, асейсмичный. Развитие GPS-геодезии и прецизионной сейсмологической аппаратуры позволило установить, что кроме крипа существуют и другие медленные смещения по плоскости разлома, отличающиеся между собой по длительности проявления и амплитудно-частотному спектру генерируемых волн.Процесс подготовки и реализации большого сейсмогенного смещения по крупному разлому с генерацией сильного землетрясения принято рассматривать как сейсмический цикл и описывать моделью прерывистого скольжения «stick-slip». Воспроизведение этой модели в лабораторных экспериментах позволило установить, что этот процесс состоит из стадий. С точки зрения прогнозных построений наибольший интерес представляют две стадии, выделенные китайскими учеными, соисполнителями настоящего проекта, и названные ими «метастабильная» и «мета-нестабильная». Стадия мета-нестабильности, предваряет стадию динамической неустойчивости модельного разлома с импульсной подвижкой по нему и разделяется, в свою очередь, на под-стадии ранней и поздней мета-нестабильности. В серии последних экспериментов на прецизионном сервоуправляемом прессе с регистрацией акустической эмиссии от нагружаемой системы блоков ими установлено, что в рамках под-стадии ранней мета-нестабильности проявляются медленные тремор-подобные смещения (preslip). Такие же смещения наблюдаются и по натурным разломам в их предсейсмогенном состоянии (Shelly, 2009; Като & Накагава, 2014; Като et al., 2012), и могут рассматриваться как перспективный прогнозный признак. В проекте ставится задача детального изучения тремор-подобных смещений по крупному разлому в стадию мета-нестабильности комплексом методов лабораторного физического моделирования и полевого инструментального мониторинга. Планируемое проектное исследование по задачам, концептуальному подходу и методологии опережает мировой уровень исследований тремор-подобных смещений, что определяет его новизну. Интеграция новых подходов и методов российского и китайского исполнительских коллективов, имеющих апробированные научные результативные заделы и семилетний опыт проведения совместных исследований обеспечат выполнение проекта на высоком научном уровне.В ходе реализации проекта будут получены следующие основные результаты:1. Будут изучены общие закономерности деформационной сегментной динамики крупного разлома в метастабильную и мета-нестабильную стадии с акцентом на выявление в их пределах тремор-подобных смещений.2. Будет выяснено влияние на реализацию предсейсмогенных тремор-подобных смещений по разлому соотношения уровня накопленных напряжений и морфологической неоднородности (шероховатости) его плоскости сместителя;3. Будут оценены основные параметры тремор-подобных смещений, позволяющих идентифицировать их как предсейсмогенные (preslip).4. Будет проведено тестирование идентификационных параметров предсейсмогенных тремор-подобных смещений в зонах разломов на геодинамических полигонах.Полученные результаты имеют высокую теоретическую научную значимость для решения проблемы взаимосвязи разломообразования и сейсмичности и практическую значимость для решения проблемы прогноза сильных землетрясений