Современные короткопериодные вариации

Вариации тектонической активности и климата, проявляющиеся на разных масштабных уровнях, можно рассматривать как сочетание колебаний разной частоты. Их наиболее высокочастотные проявления (годы и первые десятки лет) рассмотрены в разделе 7.1 на примере соотношений колебаний уровня Кас­пия в течение последних 160 лет с изменениями его климатически обусловлен­ного водного баланса и сейсмичности региона как показателя его тектониче­ской активности.

В.И. Кафтан и С.К. Татевян [1996] сопоставили рассматриваемые колеба­ния уровня Каспия с изменениями индекса солнечной активности и вековыми вариациями угловой скорости вращения Земли, выполнив их гармонический анализ. Модель колебаний уровня моря, построенная по первым шести гармо­никам с наибольшими амплитудами, не только хорошо согласовывалась с ре­альной кривой, но и позволила предсказать прекращение подъёма уровня моря в 1997 г. (рис. 192). Это даёт основание предположить, что высокочастотные ва­риации климата и тектоники связаны парагенетически - регулирующим воздей­ствием вариаций солнечной активности и скорости вращения Земли.

Периодичность вариаций магнитных возмущений и солнечной активности, коррелирующие с ними изменения погодно-климатических условий, урожайно­сти сельскохозяйственных культур, нашествий саранчи, эпидемий и т.п. рассмо­трели и обосновали А.Л. Чижевский [1973] и его последователи. Ими была по­казана наибольшая устойчивость 11-летнего цикла, соответствующего средне­му периоду вариаций числа Вульфа (количества пятен на Солнце), и выявлена кратная ему иерархия циклов: 5-6, 22, 33-35 лет и около 90 лет.

Отмечена корреляция циклов солнечной активности и числа землетрясений [Чижевский, 1973; Сытинский, 1987], а также средних интервалов между земле­трясениями с М > 7 и изменений длины цикла [Лятхер, 2000]. Цикличность в 9-12 и 5-6 лет выявлена и во временных рядах оползневой активности в Евро­пе [Макаров и др., 1995]. Эти циклы отражают, с одной стороны, периодичность увлажнения, т.е. климатических изменений, а, с другой стороны, периодичность сейсмической активизации Альпийского пояса, к которому тяготеет значитель­ная часть оползней.

Рис. 192. Сопоставление кривых колебаний уровня Каспийского моря: наблюдённой (1) и мо­дельной (2) [Кафтан, Татевян, 1996]

Fig. 192. Curves of the Caspian Sea level changes: observed (1) and calculated (2) [Кафтан, Татевян, 1996]

Рис. 193. Отклонение среднеполушарной (А - северное полушарие, Б - южное полушарие) и глобальной (В) приземной температуры воздуха в период с 1850 г. по 1990 г. от средней тем­пературы, рассчитанной за период 1951-1980 гг. [Лосев, 2001]

Fig. 193. Deflections of annual air temperatures near the land surface since 1850 up to 1990 from the average temperature for 1951-1980 in the northern hemisphere (A), southern hemisphere (Б), and glob­al (В) [Лосев, 2001]

Интересные для обсуждаемой проблемы сопоставления выполнили К.Г.

Тот же период в 20-30 лет оказался характерным для ритмичности вулкани­ческих извержений за последние 400 лет; хуже проявлены ритмы в 50, 110-130, 160 и около 200 лет. Как и при сейсмических процессах, наиболее энергоёмкие вулканические события отстают во времени от фаз наибольшей частоты извер­жений. В целом намечена тенденция противофазной реализации вулканических и сейсмических событий. Сходная ритмичность в 20 и 30 лет (наряду с периодом в 17(0-190 лет) выявлена для импульсов прироста древесины с 1362 г. в Байкаль­ском регионе. Наиболее чёткую цикличность в 20-26 лет дали импульсы приро­ста лиственницы. Циклы в 22-30 и 40 лет отмечены за последние 250 лет в ко­лебаниях уровня Байкала, а температурные вариации в районе г. Иркутска с 1881 г. показали периодичность в 11, 22-25 и 35-37 лет. Таким образом, во всех проанализированных природных событиях с наибольшей очевидностью про­сматривается цикличность вариаций, близкая к сдвоенному «циклу Вульфа» и иногда кратная ему [Леви и др., 2002].

На основе Каталога сильных (M_s ≥ 5,7) землетрясений Альпийско-Гима­лайского пояса между 15° и 80° в.д. Е.Р. Сенько и В.Г. Трифонов выполнили анализ временного распределения числа землетрясений и количества выде­ленной ими сейсмической энергии во второй половине XIX в. и в XX в.

Н.Н. Горькавый, Ю.А. Трапезников, А.М. Фридман, С.К. Татевян и их соав­торы рассмотрели связь изменений числа землетрясений с изменениями угловой скорости вращения Земли. Было показано, что в сейсмичности Земли различа­ются три компоненты: глобальная с характерным временем изменений 10-15 лет; трансрегиональная с характерным временем около 3 лет, выражен­ная противофазностью активности северного и южного полушарий (максимум землетрясений с М_ь> 4в одном полушарии соответствует минимуму в другом); региональная, зависящая от местных тектонических условий и нециклическая. Глобальные параметры сейсмичности оказываются связанными с изменениями угловой скорости вращения, что доказывается высокими значениями средних величин коэффициентов корреляции между числом землетрясений в 1964-1990 гг. и модулем временной производной угловой скорости вращения I dQ/dt|, т.е. его ускорением [Горькавый и др., 1994, 1999] (рис. 194).

16. Тиафтнрр В.Г., Крирхрнян А.С. 481

Эта зависимость проявляется неодинаково для землетрясений разной силы, на разных временных интервалах и в разных тектонических зонах. Она лучше выражена в 1969-1988 гг., чем в другие годы, и для Земли в целом достигает зна­чимых величин (коэффициент корреляции >0,5) лишь для землетрясений с М ≥ 5.

Таким образом, на масштабном уровне годов и десятилетий обнаруживает­ся синхронность проявлений сейсмотектонических и климатических процессов, которая не может быть объяснена их влиянием друг на друга. Вместе с тем эти изменения коррелируют с вариациями параметров орбиты вращения Земли, её магнитных возмущений и солнечной активности, которые, возможно, связаны между собой.

Рис. 194. Сопоставление графиков модуля временной производной угловой скорости враще­ния Земли \dQ/dt\(сплошная линия) и ежегодного числа землетрясений (линия с точками) [Горькавый и др., 1999]

Q - коэффициент корреляции между ∖dΩJdt∖и числом землетрясений N(t);

а - сопоставление с глобальным распределением землетрясений с М > 5,0 на глубинах 70-125 км; за период 1964-1990 гг. Q = 0,58 ± 0,13; за период 1969-1988 гг. Q = 0,83 ± 0,07;

б - сопоставление с глобальным распределением землетрясений с М > 6,0 на глубинах 70-240 км; за период 1964—1990 гг. Q = 0,54 ± 0,14; за период 1969-1988 гг. Q = 0,76 ± 0,09;

в - сопоставление с распределением землетрясений с М > 5,1 в зонах спрединга (все глубины); за пе­риод 1964-1990 гг. Q = 0,46 ± 0,15; за период 1969-1988 гг. Q = 0,55 ± 0,15;

г - сопоставление с распределением землетрясений с М > 4,5 в западной части Альпийско-Гималай­ского пояса на глубинах 10-30 км; за период 1964-1990 гг. Q = 0,51 + 0,14; за период 1969-1988 гг. Q = 0,62 ±0,14;

д - сопоставление с распределением землетрясений с М > 5,5 вдоль западной активной окраины Ти­хого океана на глубинах 65-145 км; за период 1964-1990 гг. Q = 0,50 ± 0,15; за период 1969-1988 гг.

е, ж - сопоставление с распределением землетрясений вдоль североамериканской активной окраи­ны Тихого океана;

е - с М > 5,1 на глубинах >8 км; за период 1964-1990 гг. Q = 0,72 ± 0,09;

ж - с М > 5,5 на глубинах >17 км; за период 1964-1990 гг. Q = 0,78 ± 0,08; за период 1967-1990 гг. Q = 0,83 ± 0,06

Fig. 194. Correlation of graphs of modulus of the time derivative of the anlular rate of the Earth’s rota­tion I dQ,∣dt I (solid line) and annual number of earthquakes (line with dots) [Горькавый и др., 1999] !

Q - coefficient of correlation between I dζl∕dt I and number of earthquakes N(t);

a - global sum of earthquakes M > 5,0 in depths 70^125 km; Q=0,58±0,13 in 1964-1990 and Q = 0,83±0,07 in 1969-1988;

6 - global sum of earthquakes M > 6,0 in depths 70-240 km; Q=0,54±0,14 in 1964—1990 and Q = 0,76±0,09 in 1969-1988;

в - earthquakes M > 5,1 in zones of spreading (all depths); Q=0,46±0,15 in 1964-1990 and Q = 0,55±0,15 in 1969-1988;

г - earthquakes M > 4,5 in the western part of the Alpine-ffimalayan belt in depths 10-30 km; Q = 0,51±0,14 in 1964-1990 and Q = 0,62+0,14 in 1969-1988;

д - earthquakes M > 5,5 in the western active margin of the Pacific in depths 65-145 km; Q = 0,50±0,15 in 1964-1990 and Q = 0,60±0,14 in 1969-1988;

e, ж - earthquakes in the North American active margin of the Pacific:

e - M > 5,1 and depths > 8 km; Q = 0,72±0,09 in 1964-1990;

ж - M > 5,5 and depths > 17 km; Q = 0,78+0,08 in 1964-1990 and Q = 0,83±0,06 in 1967 1990

7.4.2.