Некоторые математические вопросы субдукционных процессов

Авторы

  • Бабешко О.М. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation
  • Евдокимова О.В. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Russian Federation
  • Плужник А.В. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Russian Federation
  • Горшкова Е.М. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation
  • Коваленко М.М. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Russian Federation
  • Бушуева О.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Russian Federation
  • Уафа Г.Н. Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону, Russian Federation

УДК

539.3

DOI:

https://doi.org/10.31429/vestnik-18-3-23-32

Аннотация

Рассматривается проблема о возникновении стартовых землетрясений в зонах субдукции. Субдукция — явление движения океанической литосферной плиты под континентальную. В условиях субдукции литосферные плиты испытывают определенные физические изменения. Например, океаническая литосферная плита на определенной глубине оплавляется снизу и может скользит. В работе рассмотрено возникновение стартовых землетрясений в предположении, что литосферные плиты имеют разные контактные условия, находясь на жестком основании в зоне субдукции. Оплавленная литосферная плита не имеет касательных контактных напряжений, а океаническая — жестко соединена с основанием. Известно, что не все землетрясения, случающиеся в океане, вызывают волны цунами. Например, имели место случаи, когда очень сильное землетрясение в океане не порождало волны цунами. В то же время, достаточно слабое может вызвать цунами. В процессе субдукции проиходят изменения реологических свойств самих литосферных плит или отколовшихся фрагментов плит в зоне Беньофа. Методом блочного элемента исследуется возникновение стартового землетрясения и особенности его последствий. В настоящее время разработаны новые методы моделирования поведения решений граничных задач для сред сложных реологий, которые применимы и в настоящих задачах. Примеры применения этих возможностей обсуждаются в работе.

Ключевые слова:

субдукция, цунами, литосферные плиты, метод блочного элемента, стартовое землетрясение, новые методы моделирования

Финансирование

Отдельные фрагменты работы выполнены в рамках реализации Госзадания на 2021 г. Минобрнауки (проект FZEN-2020-0020), ЮНЦ РАН (проект 00-20-13) № госрег. 01201354241, и при поддержке грантов РФФИ (19-41-230003, 19-41-230004, 19-48-230014).

Информация об авторах

Ольга Мефодиевна Бабешко

д-р физ.-мат. наук, главный научный сотрудник научно-исследовательского центра прогнозирования и предупреждения геоэкологических и техногенных катастроф Кубанского государственного университета

e-mail: babeshko49@mail.ru

Ольга Владимировна Евдокимова

д-р физ.-мат. наук, главный научный сотрудник Южного научного центра РАН

e-mail: evdokimova.olga@mail.ru

Андрей Валерьевич Плужник

Плужник Андрей Валерьевич, младший научный сотрудник Южного научного центра РАН

e-mail: infocenter@kubsu.ru

Елена Михайловна Горшкова

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник Научно-исследовательского центра прогнозирования и предупреждения геоэкологических и техногенных катастроф Кубанского государственного университета

e-mail: gem@kubsu.ru

Мария Михайловна Коваленко

младший научный сотрудник Южного научного центра РАН

e-mail: akinina_mm@mail.ru

Ольга Алексеевна Бушуева

студентка магистратуры факультета компьютерных технологий и математики Кубанского государственного университета

e-mail: olyabushuyeva@gmail.com

Галина Николаевна Уафа

инженер-исследователь Южного научного центра РАН

e-mail: uafa70@mail.ru

Библиографические ссылки

  1. Beck S.L., Ruff L.J. Great earthquakes and subduction along the Peru Trench // Phys. Earth Planet. Interiors. 1989. Vol. 57. P. 199–224.
  2. Лобковский Л.И., Гарагаш И.А. Математический анализ устойчивости Кавказкого склона Черного моря и развитие оползневых процессов при землетрясениях. В кн.: Комплексные исследования северо-восточной части Черного моря. М.: Научный мир, 2002. С. 843–847.
  3. Марчук А.Г., Чубаров Л.Б., Шокин Ю.И. Численное моделирование волн цунами. Новосибирск: Наука, 1983. 174 с.
  4. Соловьев С.Л. Повторяемость землетрясений и цунами в Тихом океане. В сб.: Волны цунами. Труды СахКНИИ. Вып. 29. Южно-Сахалинск, 1972. С. 7–47.
  5. Соловьев С.Л., Куликов Е.А. О восстановлении параметров очага цунами из спектральных характеристик волн у берега // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1987. Т. 23. № 1. С. 91–98.
  6. Иващенко А.И. О повторяемости сильных цунами в северо-западной части Тихого океана за последние 50 лет. В сб.: Волны цунами. Труды СахКНИИ. Вып. 29. Южно-Сахалинск, 1972. С. 208–216.
  7. Berninghausen W.H. Tsunamis reported from the west coast of South America 1562-1960 // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1962. Vol. 52. Iss. 4. P. 915–921.
  8. Hatori T. Colombia-Peru tsunamis observed along the coast of Japan: Tsunami magnitude and source areas. In: Iida K., Iwasaki T. (eds) Tsunamis Their Science and Engineering. Terra Sci Publ., Tokyo, 1983. P. 173–183.
  9. Imamura F., Hashi K., Imteaz Md.M.A. Modeling for tsunamis genarated by landsliding and debris flow. In: Hebenstreit, G.T. (ed.) Tsunami Research at the End of Critical Decade. Kluwer Acad. Publ., Dordrecht, 2001. P. 209–228.
  10. Jansen E., Befring S., Bugge T., Eidvin T., Holtedahl H., Sejrup H.-P. Large submarine slides on the Norwegian continental margin: Sediments, transport, and timing // Marine Geology. 1987. Vol. 78. P. 77–107.
  11. Karlsrud K., Edgers L. Some aspects of submarine slope stability. In: Marine Slides and Other Mass Movements. Plenum, New York, 1980. P. 61–81.
  12. Mei C.C., Liu K.F. A Bingham-plastic model for a muddy seabed under long waves // J. Geophys. Res. 1987. Vol. 92. P. 14581–14594.
  13. Munk W.H. Long ocean waves. In: The Sea. Ideas and observations on progress in the study of the sea. J. Wiley, New York, 1962. P. 647–663.
  14. Okada Y. Surface deformation due to shear and tensile faults in a half-space // Bull. Seism. Soc. America. 1985. Vol. 75. P. 1135–1154.
  15. Ren P., Bomhold B.D., Prior D.B. Seafloor morphology and sedimentary processes, Knight Inlet, British Columbia // Sedimentary Geology. 1996. Vol. 103. P. 201–228.
  16. Rogers G.C. A documentation of soil failure during the British Columbia earthquake of 23 June, 1946 // Can. Geotech. J. 1980. Vol. 17. P. 122–127.
  17. Silgado E. Recurrence of tsunamis in the western coast of South America // Marine Geodesy. 1978. Vol. 1. Iss. 4. P. 347–354.
  18. Smith R. Asymptotic solutions for high-frequency trapped wave propagation // Philos. Trans. Roy. Soc. London. 1970. Vol. A268. Iss. 189. P. 289–324.
  19. Snodgrass F.E., Munk W.H., Miller G.R. Long period waves over California's continental borderland. Pt. I. Background spectra // J. Mar. Res. 1962. Vol. 20. Iss. 1. P. 3–30.
  20. Weichert D., Horner R.B., Evans S.G. Seismic signatures of landslides: The 1990 Brenda Mine collapse and the 1965 Hope rockslides // Bull. Seism. Soc. America. 1994. Vol. 84. P. 1523–1532.
  21. Babeshko V.A., Evdokimova O.V., Babeshko O.M. About earthquakes in subduction zones with the potential to cause a tsunami// Journai of Appllied and Computational Mechanics. 2021. Vol. 7(SI). P. 1232–1241. DOI: 10.22055/JACM.2020.32385.2007
  22. Бабешко В.А., Бабешко О.М, Евдокимова О.В., Евдокимов В.С., Уафа С.Б. О ресурсах подшипников и о механике субдукционных процессов // Известия РАН. Механика твердого тела. 2020. №3. С. 12–19. DOI: 10.3103/S0025654420030036
  23. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Об одном методе решения граничных задач динамической теории упругости в четвертьплоскости // ПММ. 2021. Т. 85. № 3. С. 275–282. DOI: 10.31857/S0032823521030024
  24. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Блочные элементы в граничных задачах для систем дифференциальных уравнений механики и физики в неклассических областях // ДАН. 2021. Т. 498. С. 33–39. DOI: 10.31857/S2686740021030032
  25. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Фрактальные свойства блочных элементов и новый универсальный метод моделирования // ДАН. 2021. Т. 499. С. 30–35. DOI: 10.31857/S2686740021040039
  26. Бабешко В.А., Евдокимова О.В., Бабешко О.М. Метод блочного элемента в разложении решений сложных граничных задач механики // ДАН. 2020. Т. 495. С. 34–38. DOI: 10.31857/S2686740020060048

Загрузки

Выпуск

2021. Том 18. № 3

Раздел

Механика

Страницы

23-32

Отправлено

2021-09-19

Опубликовано

2021-09-30

Как цитировать

Бабешко О.М., Евдокимова О.В., Плужник А.В., Горшкова Е.М., Коваленко М.М., Бушуева О.А., Уафа Г.Н. Некоторые математические вопросы субдукционных процессов // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2021. Т. 18, №3. С. 23-32. DOI: https://doi.org/10.31429/vestnik-18-3-23-32

Copyright (c) 2021 Бабешко О.М., Евдокимова О.В., Плужник А.В., Горшкова Е.М., Коваленко М.М., Бушуева О.А., Уафа Г.Н.

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.