Афтершок — сейсмическое послетрясение¶

Афтершок (от англ. after — после и shock — толчок; в русской сейсмологической традиции — послетрясение) — землетрясение, происходящее в зоне очага главного (основного) толчка спустя некоторое время после него и уступающее ему по энергии. Афтершоки представляют собой серию повторных толчков, вызванных перераспределением напряжений в земной коре вокруг разрыва, возникшего при основном землетрясении.

¶Общие сведения

Основное землетрясение (главный толчок) сопровождается резким изменением напряжений в очаговой зоне. Разрыв породы по сейсмогенерирующему разлому не устраняет весь запас напряжений — часть из них перераспределяется в прилегающие участки, что приводит к серии последующих сейсмических событий. Каждое из них и есть афтершок.

По определению, афтершок слабее главного толчка. Обычно его магнитуда меньше магнитуды основного землетрясения на 1–2 единицы, однако отдельные послетрясения могут быть весьма ощутимыми и разрушительными. Крупнейшие афтершоки нередко достигают магнитуды 6–7 и способны нанести дополнительный ущерб постройкам, уже ослабленным основным толчком.

¶Классификация

В сейсмологии принято различать:

• Непосредственные послетрясения — происходят в первые часы и сутки после главного толчка, локализуются непосредственно в зоне разрыва.
• Отдалённые послетрясения — следуют за основным землетрясением через недели, месяцы и даже годы, охватывают более широкую область вокруг очага.

Также различают афтершоки в собственном смысле (в зоне главного очага) и триггерные землетрясения — события, вызванные изменением напряжений на значительном расстоянии, в том числе на других разломах. Термин «триггерные» подчёркивает причинную связь с главным толчком при отдалённости эпицентра.

¶Закономерности

Для афтершоковой последовательности установлены две основные эмпирические закономерности.

Закон Гутенберга — Рихтера. Число афтершоков убывает обратно пропорционально времени, прошедшему после главного толчка. Формулируется как n(t) ∝ 1/t: количество послетрясений за равные промежутки времени уменьшается по гиперболическому закону. Наибольшая интенсивность приходится на первые часы и сутки, затем активность затухает.

Закон Бэта (Omori-Utsu). Распределение афтершоков по магнитуде подчиняется закону Гутенберга — Рихтера для магнитуд: lg N = a − bM, где N — число землетрясений с магнитудой не менее M, a и b — эмпирические константы. Параметр b для афтершоковых последовательностей обычно близок к единице.

Продолжительность афтершоковой активности коррелирует с магнитудой главного толчка: чем сильнее основное землетрясение, тем дольше сохраняются послетрясения. Для событий магнитудой 5–6 афтершоки продолжаются обычно от нескольких дней до недель, для магнитудой 7–8 — от нескольких месяцев до года, для мегаземлетрясений (магнитуда 9 и выше) — на протяжении нескольких лет.

¶Примеры

Камчатское землетрясение 4 ноября 1952 года (магнитуда 9,0) сопровождалось мощной афтершоковой последовательностью, отдельные толчки которой ощущались на протяжении нескольких лет.

Великое землетрясение Тохоку, 11 марта 2011 года (магнитуда 9,1, Япония) — после основного толчка зафиксированы сотни афтершоков, в том числе событие магнитудой 7,9 через минуту после главного толчка и ряд толчков магнитудой 6–7 в последующие недели.

Землетрясение в Индийском океане 26 декабря 2004 года (магнитуда 9,1–9,3) — афтершоковая активность продолжалась более года, включая толчки магнитудой до 7,3.

Землетрясение в Чили 27 февраля 2010 года (магнитуда 8,8) — афтершоки магнитудой до 7,2 фиксировались на протяжении нескольких месяцев.

¶Опасность и практическое значение

Афтершоки представляют серьёзную опасность по нескольким причинам:

• Здания и сооружения, повреждённые основным толчком, могут обрушиться от последующего, даже менее сильного, толчка.
• Послетрясения затрудняют работы по ликвидации последствий, эвакуацию и спасательные операции.
• Отдельные афтершоки могут провоцировать вторичные опасности — оползни, сели, цунами.

В сейсмически активных регионах (Япония, Калифорния, Чили, Индонезия, Камчатка, Кавказ) афтершоки учитываются при проектировании устойчивых конструкций и в системах оповещения. Специалисты отмечают, что после сильного землетрясения в течение нескольких суток вероятны ощутимые повторные толчки, поэтому населению рекомендуется сохранять повышенную готовность.

¶Прогнозирование

Точное прогнозирование афтершоков — сложная задача. Сейсмологи могут оценить вероятную интенсивность и продолжительность последовательности на основе магнитуды главного толчка и статистических моделей (омори-формула, модели эпидемического типа), однако точное время и магнитуда конкретного афтершока не предсказываются. Системы быстрого оповещения (например, японская JMA, калифорнийская ShakeAlert) рассчитывают вероятные толчки в первые секунды после начала главного землетрясения, что позволяет выиграть от нескольких секунд до минуты.

¶Источники

• Болотин В. В. «Статистические методы в строительной механике»
• Уцус Э. «Землетрясения: механика очага и предвестники»
• Кейлис-Борок В. И. «Прогноз землетрясений: от концепции к реализации»
• Сейсмологический каталог Геофизической службы РАН
• Гутенберг Б., Рихтер К. «Сейсмичность Земли»