Доклады Академии наук СССР

В настоящей работе анализируются временные ряды, полученные на станциях, расположенных на Евроазиатском и Североамериканском континентах, при просвечивании взрывами из Невады (N) и Казахстана (К) в интервале эпицентральных расстояний А от 1 до 91°: длительность рядов от 12 до 20 лет. Целью анализа является установление характера распространения выявленных вариаций в-литосфере северного полушария. В качестве параметров сейсмических волн рассматриваются только времена пробега t_P первой продольной волны Р и ее максимальная амплитуда Ар.

Данные о временах прихода и амплитудах волн на станциях получены из бюллетеней Международного Сейсмологического центра (JSC) [5], станционных бюллетеней, а для большей части советских станций — в результате непосредственного анализа сейсмограмм. Сведения о координатах взрывов, времени в очаге и магнитуде тп_ъ также взяты из бюллетеней JSC. Времена пробега t_P приводились к среднему Д с использованием локального годографа, построенного для каждой станции по записям взрывов, проведенных в Неваде и Казахстане. Точность измерения времен пробега, составлявшая 0,1 с, обусловлена точностью данных о временах прихода, приводимых в бюллетенях, и точностью измерения времен вступлений на сейсмограммах.

Амплитуды продольных волн приводились к т_ь= 5,5 с помощью уравнений линейной регрессии. При построении временных рядов величины t_p и (А_Р) _5>5 усреднялись по годам. Примеры временных рядов параметров t_P и А_Р, полученных при просвечивании с двух полигонов на ряде станций, расположенных в северном полушарии, приведены на рис. 1. На графиках вертикальными отрезками показаны величины стандартных отклонений средних за год значений параметров. Были проанализированы ряды А_Р и i_P (в отдельных случаях и A_s), полученные на 22 станциях при взрывах из двух районов, всего около 80 рядов.

Анализ временных рядов показывает, что они имеют интерференционный характер и на основное колебание с периодом около 12 лет накладываются более короткопериодные (2, 3, 6 лет). Например, во временных рядах DUG (К) и ст. № 2 (N) (2, 3 на рис. 1а) преобладает колебание с периодом 10—12 лет, а во временных рядах EUR (К) и ст. EDM (К) {1, 4 на рис. \а) преобладает колебание с периодом 5 —7 лет.

Наиболее четкое представление о соотношении различных гармонических составляющих в данной временной последовательности дает спектральный анализ. Из периодограмм, полученных по амплитудным спектрам соответствующих времен ных рядов, видно, что главные максимумы, как правило, соответствуют периодам 5-7 или 10-13 лет (рис. 16).

При анализе использована методика, предложенная С.К. Дараганом [6] и позволяющая по амплитудному и фазовому спектрам временного ряда вычислить "истинную" величину периода гармонической составляющей, соответствующей максимуму амплитудного спектра, и определить календарное время максимума этой составляющей, ближайшего к середине временного интервала. Результаты определения периода преобладающей гармонической составляющей в данной временной последовательности и календарное время ее максимума приведены ^табл. 1. Присутствие гармонической составляющей сТ - 5—6 лет практически в каждой временной последовательности (причем в половине случаев она является доминирующей) независимо от расположения станции и мест взрыва, с которого осуществлялось просвечивание, подтверждает существование глобального волнового процесса с таким периодом.

В табл. 1 приведены: географическая широта станций, на которых получены временные ряды; параметр, для которого построен ряд; временной интервал и число просвечиваний для каждого ряда; период, соответствующий преобладающей гармонической составляющей ряда; календарное время максимума, ближайшего к середине интервала наблюдений на временной оси, которое определяется по главному максимуму и соответствующему ему значению фазового спектра. Кроме того, в скобках указано календарное время соседних максимумов, находящихся в пределах интервала наблюдения. Эти значения получены прибавлением и вычитанием одного периода

к времени главного максимума. Зависимость календарного времени максимумов от широты станции показана на рис. 2. Максимумы последовательностей t_p и {Ар) _5;5обозначены соответственно точками и крестиками, значки в скобках соответствуют временам соседних максимумов, полученных прибавлением и вычитанием величины периода к времени максимума ближайшего к середине интервала наблюдений. На графике рис. 2 выделяются две группы точек, аппроксимируемые прямыми.

Принимая гипотезу, что максимумы, выделенные на всех станциях, принадлежат одной и той же волне, считаем эти прямые годографами ее соседних фаз. Правомерность совместного использования рядов t_p и А_р обусловлена тем, что эти параметры, как это показано в [3], изменяются синфазно.

Таким образом, по. имеющимся экспериментальным данным наиболее вероятно, что выделенные максимумы во временных последовательностях являются фазами тектонической волны, которая при наблюдениях в северном полушарии имеет скорость около 300 км/год в меридиональном направлении. Такое представление не исключает существования в отдельных регионах волн, характеризующихся другими величинами скоростей и направлениями фронтов, обусловленными региональными особенностями строения коры и мантии. Их присутствие может являться одной из причин разброса точек около осредняющих прямых. Интересно, что при изучении связи извержения вулканов с землетрясениями на глубинах до 370 км скорость процесса переноса энергии, определенная по большому объему данных, полученных в различных зонах субдукции литосферных плит, составила в среднем
около 300 км/год [8]. '

Предлагаемая интерпретация полученных экспериментальных данных не является однозначной по двум причинам. Во-первых, если направление распространения волны отклоняется от меридионального, то мы определяем лишь кажущуюся скорость V*. Величина истинной скорости меньше кажущейся и равна V - V* cos ф, где ф — угол между направлением распространения волны и меридианом. Во-вторых, можно допустить, что из-за ограниченности экспериментальных данных при построении годографов произошел пропуск фаз. Тогда при существенном увеличении длины рядов и числа пунктов наблюдений более надежно будут выделяться оси синфазности, соответствующие волнам с меньшей скоростью.

1. Гамбурцева Н.Г., ЛюкэЕ.И., Николаевский В.Н. и др. -ДАН, 1982, т. 266, №6, с. 1349-1353.

3. АнВ.А., ЛюкэЕ.И., Пасечник И.П. - ДАН, 1985, №4, с. 836-840.

4. Gamburzeva N.G., Lu-quet E.I, Nikolaevsky V.N. et al. - Earth and Planet. Sci. Lett., 1984, №2, p. 234-250.

6. Гамбурцева Н.Г., Дараган С.К., Лю-кэ Е.И. u dp. Прогноз землетрясений. Душанбе: Дониш, 1985, № 6, с. 337-361.

7. ГуберманШ.А. - Вычислит, сейсмол., 1984, вып. 16, с. 51-58.

8. Blot С. Volcanism et seismicite dans les ares insulaires prevision de ces phenomenes ORSTOM. Paris, 1976.

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?

Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.