В 1972 г. В.И. Кейлис-Борок и И.М. Гельфанд предложили феноменологический подход к идентификации сейсмоопасных зон, основанный на морфоструктурном районировании и распознавании образов. Методология позволяет определять сейсмогенные узлы, в которых возможно возникновение сильных землетрясений по комплексу геологических, геоморфологических и геофизических признаков, которые не содержат информации об известной сейсмичности изучаемого региона. В период 1972-2018 годов было изучено в общей сложности 26 сейсмоактивных регионов мира (Табл. 1) и опубликованы карты, показывающие положение распознанных сейсмоопасных узлов в каждом регионе. Впоследствии в 11 из этих регионов произошли землетрясения соответствующих магнитуд. Был проведен анализ корреляции пост-публикационных событий соответствующих магнитуд с распознанными ранее сейсмогенными узлами. Тест был выполнен с использованием каталога землетрясений NEIC, поскольку он с одинаковой точностью определяет местоположение и магнитуды землетрясений по всему миру. Было установлено, что 86% таких событий (Табл. 1 и Рис. 1-2) произошли в распознанных сейсмогенных узлах. Проведенный анализ демонстрирует достаточную эффективность и надежность методики распознавания сейсмогенных узлов и подтверждает в целом гипотезу о связи сильных землетрясений с узлами.
| Регион | Масштаб карты МСР | Порог M0 | Ссылка |
| Тянь-Шань и Памир | 1:2,500,000 | 6.5 | Gelfand et al., 1972 |
| Балканы, Малая Азия | 1:2,500,000 | 6.5 | Gelfand et al., 1974 |
| Калифорния и Невада | 1:2,500,000 | 6.5 | Gelfand et al., 1976 |
| Италия | 1:2,500,000 | 6.0 | Caputo et al., 1980 |
| Аппенины и Сицилия | 1:1,000,000 | 6.0 | Gorshkov et al., 2002 |
| Анды Южной Америки | 1:7,500,000 | 7.75 | Gvishiani et al., 1984a |
| Камчатка | 1:7,500,000 | 7.75 | Gvishiani et al., 1984b |
| Западные Альпы | 1:1,000,000 | 5.0 | Cisternas et al., 1985 |
| Большой Кавказ | 1:1,000,000 | 5.0 | Gvishiani et al., 1988 |
| Пиренеи | 1:1,000,000 | 5.0 | Weber et al., 1987 |
| Малый Кавказ | 1:1,000,000 | 5.0 | Gorshkov et al., 1991 |
| Гималаи | 1:2,500,000 | 6.5 | Bhatia et al., 1992 |
| Карпаты | 1:1,000,000 | 6.0 | Gorshkov et al., 2000 |
| Альпы и Динариды | 1:1,000,000 | 6.0 | Gorshkov et al., 2004 |
| Эльбрус | 1:1,000,000 | 6.0 | Gorshkov et al., 2009a |
| Эквадор | 1:1,000,000 | 6.5 | Chunga et al., 2010 |
| Иберия | 1:1,000,000 | 5.0 | Gorshkov et al., 2010 |
| Северный Вьетнам | 1:1,000,000 | 5.0 | Tuyen et al., 2012 |
| Французский Центральный Массив | 1:1,000,000 | 5.0 | Gorshkov et al., 2019 |
| Копет Даг | 1:1,000,000 | 6.0 | Novikova et al., 2013 |
| Кавказ | 1:1,000,000 | 6.0 | Soloviev et al., 2013 |
| Впадина р.По (Италия) | 1:1,000,000 | 5.0 | Peresan et al., 2014 |
| Центральная часть Альпийского пояса | 1:1,000,000 | 7.0 | Novikova et al., 2016 |
| Северо-Восточный Египет | 1:1,000,000 | 5.0 | Gorshkov et al., 2016 |
| Горный Крым | 1:1,000,000 | 6.0 | Gorshkov et al., 2017 |
| Южно-Сибирские горы | 1:1,000,000 | 6.0 | Gorshkov et al., 2018 |
На Рис. 1-2 представлены примеры корреляции пост-публикационных землетрясений с распознанными высокосейсмичными узлами на Памире и Тянь-Шане и на Большом Кавказе.
Рис. 1. Сейсмогенные узлы, распознанные в Памире (Р) и Тянь-Шане (T-Sh) (Gelfand et al., 1972) и их корреляция с пост-публикационными событиями M6.5+.
Рис. 2. Сейсмогенные узлы, распознанные на Большом Кавказе (Gvishisni et al., 1988) и их корреляция с пост-публикационными землетрясениями 5+. В этом регионе все пост-публикационные события коррелируют с распознанными сейсмогенными узлами.
| Регион и год публикации результатов распознавания | M0 | Корреляция пост-публикационных событий с результатами распознавания | ||||
| Общее кол-во событий-целей | Число событий в В (включая В* ) | Число событий в Н | Число событий вне узлов | |||
| Тянь-Шань и Памир, 1972 | 6.5 | 9 | 8 | (2) | 0 | 1 |
| Балканы, Малая Азия, 1974 | 6.5 | 31 | 28 | (8) | 1 | 2 |
| Калифорния и Невада, 1976 | 6.5 | 14 | 13 | (4) | 0 | 1 |
| Италия, 1979 | 6.0 | 11 | 7 | (1) | 0 | 4 |
| Анды Южной Америки 1982 | 7.75 | 7 | 5 | (2) | 1 | 1 |
| Камчатка, 1984 | 7.75 | 1 | 1 | 0 | 0 | |
| Западные Альпы, 1985 | 5.0 | 6 | 5 | (1) | 1 | 0 |
| Пиренеи, 1987 | 5.0 | 6 | 5 | (1) | 1 | 0 |
| Большой Кавказ 1988 | 5.0 | 13 | 13 | (9) | 0 | 0 |
| Гималаи, 1992 | 6.5 | 5 | 3 | (1) | 0 | 2 |
| Иберия, 2010 | 5.0 | 1 | 1 | (0) | 0 | 0 |
| Итого | 104 | 89 | 29 | 4 | 11 | |
Примечания: М0 – пороговая магнитуда землетрясений, для которой проводилось распознавание в данном регионе; В* — узлы, распознанные как высокосейсмичные, но на момент решения задачи землетрясения с М ≥ М0 в них не были зарегистрированы; Н — узлы, распознанные как низкосейсмичные.
Таблица 2 показывает, что 89 (около 86%) событий произошли в узлах, распознанных как В. Классификация узлов на В и Н с помощью алгоритма распознавания нетривиальна. Вероятность ошибки данной классификации может быть оценена как отношение числа событий, произошедших в узлах Н к общему числу событий (4/104 = 3.7%). Эта малая величина свидетельствует о достаточной надежности и статистической значимости результатов распознавания.
Публикации:
Gorshkov A., Novikova O. (2018) Estimating the validity of the recognition results of earthquake prone areas using the ArcMap. Acta Geophysica. Volume 66, Issue 5, pp 843-853. Doi 10.1007/s11600-018-0177-3