Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2025.Т. 51. №2. C. 102 — 121. ISSN 2079-6641

ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
https://doi.org/10.26117/2079-6641-2025-51-2-102-121
Научная статья
Полный текст на русском языке
УДК 551.254:534.23:550.344

Содержание выпуска

Read English Version

Применение пространственно разнесенных лазерных интерферометров-деформографов для регистрации сейсмо-деформационных колебаний земной поверхности

И. А. Ларионов¹^{\ast}, Д. В. Александров², М. Н. Дубров², И. С. Еремин², Д. С. Каленов²

¹Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, 684034, Камчатский край, с. Паратунка, ул. Мирная, 7, Российская Федерация
²Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 141190, Фрязино Московской обл., пл. Введенского, 1, Российская Федерация

Аннотация. Представлены конструкция и особенности установки лазерных интерферометров-деформографов в пунктах наблюдения «Карымшина» (Камчатка) и «Фрязино» (Подмосковье). Основные технические характеристики деформографов подтверждаются регистрацией реальных геофизических процессов. Применяемые инструменты и методы измерения деформаций обеспечивают разрешение \epsilon \sim (5-6)·10^{−11} на базисах протяженностью 18-300 м. По результатам синхронных наблюдений микросейсмических деформаций в полосе частот 0.4 – 4 Гц, выполненных в период, предшествовавший разрушительному землетрясению 06.02.2023 M_w=7.8 в Турции, отмечены явления синхронизации и перестройки спектрального состава регистрируемых высокочастотных микросейсм. В результате анализа деформационно-барических процессов, сопровождавших два других сильных землетрясения с M_w=7.8 и M_w=7.7, выявлены необычные 10 – 40-минутные сверх-длиннопериодные колебания с амплитудой, примерно на порядок превышавшей амплитуду сейсмических L и R волн, и с характерной временн´oй задержкой 7 – 8 мин. в пункте «Карымшина» относительно пункта «Фрязино». Результаты проведенных исследований будут полезны при разработке методов предупреждения стихийных бедствий — землетрясений, цунами, ураганов.

Ключевые слова: лазерные интерферометры, деформации, микросейсмы, землетрясения, атмосфера, давление

Получение: 16.04.2025; Исправление: 11.06.2025; Принятие: 16.06.2025; Публикация онлайн: 19.09.2025

Для цитирования. Ларионов И. А., Александров Д. В., Дубров М. Н., Еремин И. С., Каленов Д. С.
Применение пространственно разнесенных лазерных интерферометров-деформографов для регистрации сейсмо-деформационных колебаний земной поверхности // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2025. Т. 51. № 2. C. 102-121. EDN: XCEDES. https://doi.org/10.26117/2079-6641-2025-51-2-102-121.

Финансирование. Работа выполнена в рамках Государственных заданий ИКИР ДВО РАН (рег. номер темы 124012300245-2) и ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (рег. номер темы 075-00395-25-00)

Конкурирующие интересы. Конфликтов интересов в отношении авторства и публикации нет.

Авторский вклад и ответственность. Авторы участвовали в написании статьи и полностью несут ответственность за предоставление окончательной версии статьи в печать.

^{\ast}Корреспонденция: E-mail: igor@ikir.ru

Контент публикуется на условиях Creative Commons Attribution 4.0 International License

© Ларионов И. А., Александров Д. В., Дубров М. Н., Еремин И. С., Каленов Д. С., 2025

© ИКИР ДВО РАН, 2025 (оригинал-макет, дизайн, составление)

Список литературы

  1. Nikolaev A. V., Lukanenkov A. V., Dubrov M. N. New Possibilities of Combined Data Processing from Recording of Displacements and Strains in the Field of Seismic Waves. // Doklady Earth Sciences, 2010. vol. 430, no. 2, pp. 258–260.
  2. Barbour A. J., Agnew D. C. Detection of seismic signals using seismometers and strainmeters // Bull. Seismol. Soc. Am., 2012. vol. 102, pp. 2484–2490.
  3. Takemoto S., Momose H., Araya A., Morii W., Akamatsu J., Ohashi M., Takamori A., Miyoki S., Uchiyama T., Tatsumi D., Higashi T., Telada S., Fukuda Y.A 100 m laser strainmeter system in the Kamioka Mine, Japan, for precise observations of tidal strains // Journal of Geodynamics, 2006. vol. 41, no. 1-3, pp. 23–29.
  4. Amoruso A., Crescentini L. The geodetic laser interferometers at Gran Sasso, Italy: recent modifications and correction for local effects // Journal of Geodynamics, 2009. vol. 48, pp. 120–125.
  5. Dolgikh G. I. et al. Application of laser strainmeters of vertical and horizontal orientation in geophysical surveys of transition zones // Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 2002. vol. 38, no. 8, pp. 686–689.
  6. Milyukov V. K., Myasnikov A. V., Kuzminov V. V., Grishin M.Ya., Pershin S. M. 75 m laser strainmeter and aerosol lidar for monitoring the compression/expansion of the Earth’s crust in the Baksan Neutrino Observatory / 2019 IEEE 8th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL), 2019, pp. 83–86 https://doi.org/10.1109/CAOL46282.2019.
  7. Araya et al. Design and operation of a 1500-m laser strainmeter installed at an underground site in Kamioka, Japan // Earth, Planets and Space, 2017. vol. 69, no. 77, pp. 1–7 https://doi.org/10.1186/s40623-017-0660-0.
  8. Aleksandrov D., Dubrov M., Kravtsov V., Larionov I. Experience in synchronous observation of seismic-strain oscillations of the Earth by the spaced laser interferometers / E3S Web of Conferences, vol. 196, 2020.
  9. Dubrov M. N., Larionov I. A., Aleksandrov D. V. et al. System of Laser Interferometers with a Large Spatial Difference to Study the Seismic-Deformation Oscillations of the Earth // J. Commun. Technol. Electron., 2023. vol. 68, pp. 796–809 https://doi.org/10.1134/S1064226923070033.
  10. Larionov I. A., Marapulets Yu. V., Shevtsov B. M. Features of the Earth surface deformations in the Kamchatka peninsula and their relation to geoacoustic emission // Solid Earth, 2014. vol. 5, pp. 1293–1300 https://doi.org/10.5194/se-5-1293-2014.
  11. Larionov I. A.,. Nepomnyashchiy Yu.AFeatures of geodeformation changes of near surface sedimentary rocks // Bulletin KRASEC. Physical and Mathematical Sciences, 2016. vol. 14, no. 3, pp. 85–90 https://doi.org/10.18454/2079-6641-2016-14-3-85-90.
  12. Dubrov M. N., Alyoshin V. A. Laser strainmeters: new developments and earthquake prediction applications // Tectonophysics, 1992. vol. 202, no. 2-4, pp. 209–213.
  13. Dubrov M. N., Matveev R. F. Development and Study of Multicomponent Geophysical Laser Interferometer-Deformograph // J. Commun. Technol. Electron., 1998. vol. 43, no. 9, pp. 1068–1073.
  14. Aleksandrov D. V., Dubrov M. N., Larionov I. A., Marapulets Yu. V., Shevtsov B. M. Earth Strain and Acoustic Monitoring of Geodynamic Processes in Seismic and Aseismic Zones Using Highly Sensitive, Spatially Separated Instruments // Journal of Volcanology and Seismology, 2019. vol. 13, no. 3, pp. 193–200 https://doi.org/10.1134/S0742046319030023.
  15. Volkov V., Dubrov M., Larionov I., Mrlina J., Polak V., Aleksandrov D., Golovachev S. Atmosphere and Lithosphere Interaction Could Triggered the 2023 Mw=7.8 Turkey Earthquake. / Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences. Springer, Cham, Dmitriev, A., Lichtenberger, J., Mandrikova, O., Nahayo, E. (eds) Solar-Terrestrial Relations and Physics of Earthquake Precursors. STRPEP 2023, vol. 196, 2023 https://doi.org/10.1007/978-3-031-50248-4_13.
  16. Sutton G., Barstow N. Ocean bottom microseisms from a distant supertyphoon // Geophysical Research Letters, 1996. vol. 23, no. 5, pp. 499–502.
  17. Hainzl S., Zoller G., Main I. Dynamics of seismicity patterns and earthquake triggering. Amsterdam: Elsevier, 2006. 244 pp.
  18. Sobolev G. A. Seismicity dynamics and earthquake predictability // Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 2011. vol. 11, pp. 445-458.
  19. Tanimoto T., Heki K., Artru-Lambin J. Interaction of solid earth, atmosphere, and ionosphere // Treatise on Geophysics, 2015. vol. 4, pp. 421–443.
  20. Nersesov I. L., Latynina L. A. Strain processes before the Spitak earthquake // Tectonophysics, 1992. vol. 4, no. 2-4, pp. 221–225.
  21. Volkov V., Mrlina J., Dubrov M., Smirnov V., Golovachev S., Polak V.Atmosphere, ocean and lithosphere interaction as a possible drive of earthquake triggering // Geodesy and Geodynamics, 2020. vol. 11, no. 6, pp. 442-454 https://doi.org/10.1016/j.geog.2020.07.001.
  22. Sytinskij A. D. Planetary atmospheric disturbances during strong earthquakes // Geomagnetism and Aeronomy, 1997. vol. 37, no. 2, pp. 256–259.

Информация об авторах

Ларионов Игорь Александрович – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, с. Паратунка, Камчатский край, Россия, ORCID 0000-0002-9369-7497.

Александров Дмитрий Валерьевич – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал, г. Фрязино, Московской обл., Россия, ORCID 0000-0001-6955-566X.

Дубров Мстислав Николаевич – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал, г. Фрязино, Московской обл., Россия, ORCID 0000-0002-0549-4340.

Еремин Илья Станиславович – научный сотрудник, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал, г. Фрязино, Московской обл., Россия, ORCID 0009-0000-9101-8633.

Каленов Дмитрий Сергеевич – старший научный сотрудник, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал, г. Фрязино, Московской обл., Россия, ORCID 0009-0008-1872-6084

Читать статьюСкачать статью