Исследование сигналов сейсмоакустической эмиссии приповерхностных осадочных пород Камчатки

Внедрение: 2019 г.

На Камчатке в пункте комплексных геофизических наблюдений ИКИР ДВО РАН «Карымшина» для регистрации сигналов сейсмоакустической эмиссии на поверхности земли установлен измерительный комплекс [1]. В качестве датчика сигналов используется трехкомпонентный пьезокерамический сейсмоприемник, который регистрирует колебательное ускорение в частотном диапазоне 0,5‑400 Гц. Рассмотрен сейсмоакустический отклик на несколько региональных землетрясений с энергетическим классом K_s > 11,0 в период 2017‑2018 гг. 

Сейсмоакустическая эмиссия регистрируется на Камчатке в пункте комплексных геофизических наблюдений ИКИР ДВО РАН «Карымшина» (52,83°N, 158,13°E), который расположен в районе Верхне-Паратунской гидротермальной системы Южной Камчатки в зоне пересечения разноранговых тектонических разломов. На рисунке 1 представлена блок-схема сейсмоакустического измерительного комплекса.

Рисунок 1. Блок-схема сейсмоакустического измерительного комплекса: Д – датчик сигналов (трехкомпонентный пьезоэлектрический сейсмоприемник), БКУ – блок кабельных усилителей, БУФ – блок усиления и фильтрации (три независимых канала), АЦП – модуль E14‑140, ПК – персональный компьютер.

В качестве датчика сигналов используется трехкомпонентный пьезокерамический сейсмоприемник А‑1638 производства ЗАО «Геоакустика». Сигналы с сейсмоприемника поступают на входы блока кабельных усилителей (БКУ), затем в блок усиления и фильтрации (БУФ), после чего сигналы в частотном диапазоне 0,5‑400 Гц поступают на входы модуля АЦП E14‑140. Измерительный комплекс (рисунок 1) осуществляет одновременное преобразование в электрический сигнал трех ортогональных компонент (x; y; z) вектора колебательного ускорения и их регистрацию с частотой дискретизации 1 кГц. На рисунке 2 показаны эпицентры рассматриваемых событий относительно пункта приёма «Карымшина».

Рисунок 2. Карта района исследований. Обозначения: треугольник – пункт «Карымшина»; кружки – эпицентры землетрясений: № 1 – Ks = 14.2, № 2 – Ks = 11.5.

Фрагмент записи события № 1 показан на рисунке 3. 

Рисунок 3. а) Фрагмент записи сейсмического события (№ 1 в таблице) с характеристиками: 2018.05.23, 01:37:44.8 GMT, 55,07°N, 162,44°E, H=56 км, K=14,2, зарегистрированного в пункте наблюдений Карымшина. б) Функция распределения плотности вероятностей и функция нормального распределения для этого события.

При помощи статистических методов зарегистрировано самоподобие структуры сейсмоакустического сигнала, обнаружено свойство автомодельности записей сигналов землетрясений, как свидетельство дальних корреляций, и получена оценка их масштабов. Установлено, что на станции «Карымшина» регистрируется сейсмоакустический отклик приповерхностных осадочных пород на масштабах от первых десятков метров.

Источник:
Сычёв В.Н., Мищенко М.А., Имашев С.А., Чешев М.Е. Оценка масштабов дальних корреляций по сигналам сейсмоакустической эмиссии приповерхностных осадочных пород на Камчатке // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. – Петропавловск-Камчатский, изд-во: КГУ им. В.Беринга. – 2019. – Т. 29, № 4. – C. 190‑200.

Разработчик: Сычёв В.Н., Имашев С.А., Чешев М.Е. (НС РАН, Бишкек-49, Кыргызстан), Мищенко М.А. (ИКИР ДВО РАН, Камчатский край, с.Паратунка)