Непальское землетрясение 2015, Гималаи.

Введение.

Непальское землетрясение 2015 года. Землетрясение произошло в 11:56 NST (06:11:26 UTC) 25 апреля (М = 7,8).
Эпицентр землетрясения располагался примерно в 34 км к восток-юго-востоку от Ламьюнга, Непал (28,147° N, 84,708° E).
Гипоцентр находился на глубине около 15 км.
Это самое сильное землетрясение, произошедшее в Непале после Непал-Бихарского землетрясения 1934 года.
По данным Геологической службой США (USGS) магнитуда землетрясения достигла величины 7,8. По данным Китайского сейсмологического центра (CENC - The China Earthquake Networks Center) магнитуда равнялась 8.1, а по данным Индийского метеорологического департамента (IMD - The India Meteorological Department ) магнитуда первого толчка (06:11 UTC) равнялась 7.9. Магнитуда второго, менее мощного землетрясения (06:4 5UTC) равна 6.6, а глубина очага - 10 км.. Ближайший к очагу основного землетрясения крупный город Бхаратпур расположен в 53 км. Очаг второго землетрясения находится  на расстоянии 81-го км от города Катманду (столица Непала), северо-западнее. За сутки после основного толчка зарегистрировано 35ь афтершоков магнитудой 4,5 и выше, в том числе один толчок магнитудой 6,6.
По данным Геологической службы США, землетрясение было вызвано внезапным надвигом, или разгрузкой накопленного напряжения вдоль главной линии разлома, по которой Индийская плита, пододвигается под Евразийскую плиту.
Столица Катманду расположена на  блоке земной коры размером 120 х 60 км. Этот коровый блок всего за 30 секунд сместился на 3 м к югу.
Землетрясение вызвало лавину на горе Эверест, в долине Лангтанг.
Повторные толчки, афтершоки зарегистрированы по всей территории Непала, подвергая его опасности образования оползней.

Геология и Тектоника.

Непал прилегает к южной части диффузной, коллизионной границе, по которой Индийская плита погружается под Евразийскую плиту. И занимает центральный сектор 2400-километровой Гималайской дуги. В геологическом отношении Непал, как и Гималаи в целом, подразделяется на пять субпараллельных, субширотных тектонических  зон. Перчислим эти пять различных в морфо-геотектоническом отношении зон:
- Предгорная равнина Тераи;
- Внешние Гималаи (Сиваликский хребет);
- Малые Гималаи (Среднегорный хребет Махабхарата и внутренняя серединная долина);
- Болшие Гималаи (Главный Гималайский хребет);
- Внутренние Гималаи (Тибетский Тетис).
Каждая из этих зон четко определены с точки зрения их морфологических, геологических, тектонических и особенностей. Скорость конвергенции (сходимости) геотектонических плит в центральной части Непала составляет около 45 мм в год. Распределение очагов землетрясени, их магнитуда, и фокальные механизмы дают основание предположить, что землетрясения были вызваны скольжением по Главному фронтальному надвигу.
Сотрясения почвы от землетрясений усиливаются в районе Катманду, расположенном в пределах Катмандинского осадочного бассейна, заполненного  озерными осадочными породами мощностью до 600 м.
Непальское землетрясение 25 апреля 2015 метров магнитудой 7,8 произошло в результате срыва в области главного фронтального надвига между погружающейся плитой Индии и прекрывающей ее Евразиатской плиты в северном направлении. В районе землетрясения, примерно в 80 км к северо-западу от Непальской столицы Катманду, Индийская плита конвергирует (сходится) с Евразиатской плитой со скоростью 45 мм в год в север-северовосточном направлении, обуславливая рост Гималайского хребта.
Крупные землетрясения в пределах Гималайского надвига происходили редко. Во всяком случае в задокументированный, исторический период. Всего четыре землетрясения ХХ столетия, магнитудой 6 или выше произошли в радиусе 250 км от места землетрясения 25 апреля 2015 года. Сильнейшее из четырех, Бихар-Непальское землетрясение 1934 года, имело магнитуду 8,0. Изучение землетрясений 2015 и 1934 годов выявило связь обоих событий с нарастанием тектонического напряжения в земной коре.

Интенсивность сотрясений.

По данным опросов (DYFI -  "Did You Feel It?")  ответы который приведены на сайте Геологической службы США, интенсивность сотрясений в Катманду достигала IX баллов (Опустошительное). Подземные толчки ощущались в соседних Индийских штатах Бихар, Уттар-Прадеш, Ассам, Западная Бенгалия, Сикким, Уттаракханд, Одиша, Андхра-Прадеш, Гуджарат, в столичном регионе Индии вокруг Нью-Дели и далее на юг, до штата Карнатака. Многие здания были разрушены в Бихаре. Небольшие трещины в стенах домов были зарегистрированы в штате Одиша. Небольшие сотрясения были зарегистрированы даже в Кочи, расположенном в южном штате Керала. Интенсивность в городе Патна достигала V баллов (Довольно сильное). Сотрясения интенсивностью в IV балла (умеренные) наблюдались в Дакке, столица Бангладеш. Непальское землетрясение ощущалось на юго-западе Китая, начиная от Тибетского автономного района и до города Чэнду, удаленного на 1900 км от эпицентра. Подземные толчки были ощутимы в Пакистане и Бутане.

Афтершоки.

Наиболее сильный афтершок магнитудой 6,7 М произошёл в том же регионе 26 апреля 2015 года  12:55 NST (7:09 UTC. Эпицентр этого афтершока расположен на расстоянии 17 км к югу от Кодари, Непал. Афтершоки вызвали лавины на горе Эверест, а сотрясения ощущались во многих районах и городах северной Индии, включая Калькутту, Силигури, Джалпаигури и Ассам.
Афтершоки вызвали оползни, которые заблокировали участок дороги между Бхедетар и Мулгхат.
Данные Геологической служба США и сведения о распределении очагов повторных толчков (афтершоков) показали, что плоскость разлома погружается под близким к горизонтальному углом 11°  с азимутом падения 295°. Размер области, вовлеченной в скольжение - 50 км в ширину на 150 км в длину. А само проскальзывание по разлому произошло на расстояние 3 м. Афтершоки зарегистрированы на глубине 10 км.
В мае 2015 г. ожидается более 30 подземных толчков магнитудой более 5.

Сейсмотектоника Гималаев.

Главный центральный надвиг (MCT - Main central thrust ),  Главный пограничный надвиг (MBT - Main boundary thrust ), Главный фронтальный надвиг (MFT - Main frontal thrust) и Индусская сутура (ITS - Indus Suture ) - это основные тектонические структуры региона.Сильнейшее землетрясение 1934 года произошло в южной части MFT. А, В, С и D - сейсмические области, выделенные на основе пространственного распределения очагов землетрясений.
Главный источник сейсмичности Гималаев - коллизия (столкновение) Индийской и Евразийсклй геотектонических плит. Скорости коллизии (относительная скорость сходящихся плит): 40-50 мм / год. Индийская плита поддвигается под Евразийскую в северном направлении. Это тектоническое движение генерирует многочисленные землетрясения и, тем самым делает этот район одним из самых сейсмически опасных регионов на Земле. Граница между Индийской и Евразийской плитами относится к границам диффузного типа и располагается между Индо-Цангпинской сутурой на севере и  Главным фронтальным надвигом на юге. Индо-Цангпингская сутура шва зона расположена примерно в 200 км к северу от Предгималаев (Himalaya Front) и определяется выходами цепочек офиолитов вдоль ее южной окраины. Узкая (<200 км) поллоса, включающая Фронтальный надвиг Гималаев включает в себя многочисленные параллельные структуры восток-западного простирания.
Именно этот регион характеризуется самой высокой сейсмичностью и сильнейшими землетрясениями, вызванными  подвижками по разлому надвигового типа. Такие сильнейшие землетрясения, как Бихарское 1934 года M8.0, Канграйское 1905 годв M7.5 и Кашмирское 2005 года M7.6, произошедшие в этом густонаселенном регионе, вызванны обратным проскальзыванием блоков коры в пределах Вронтального надвига.  Крупнейшее, инструментально зарегистророванное землетрясение в Гималаях произошло 15 августа 1950 года в Ассаме, Восточная Индия. Это землетрясение имело магнитуду 8.6 и было порождено правосторонним, латеральным сдвигом в форме проскальзывания. Оно нанесло огромный ущерб селениям, находящимся в эпицентральной области и ощущалась на огромной территории Центральной Азии.

Движение по разлому (проскальзывание).

Проекция области скольжения на поверхность Земли  распределения (наложена на GEBCO - General Bathymetric Chart of the Oceans). Жирные белые линии - главные границы плит. Серые окружности - афтершоки, калиброванные по величине.	Вертикальное сечение области скольжения. Направление смещений (срывов/скольжения) в плоскости разлома обозначены изолиниями. Гипоцентр обозначен звездочкой. Амплитуда скольжения обозначена цветом. Направления движения висячего блока по отношению к лежачем (передний угол) указываются стрелками. Изолиниями показано начальное время разрыв в секундах.

Для определения движение вдоль плоскости разлома используются следующие данные:
- Широкополосные волновые формы зарегистрированные глобальной сетью сейсмостанций (GSN - Global Seismographic Network). Сейсмограммы (волновые формы) загружались с сервера Национального информационного центра землетрясений (NEIC - National Earthquake Information Center), в том числе:
а) 42 широкополосные сейсмограммы телесейсмических P-волн;
б) 15 широкополосных сейсмограмм SH волн (поверхностных волн Лява);
в) сейсмограммы 62-х длиннопериодных поверхностных волн выбранный  по критериям качества данных и азимутального распределения.
Волновые формы (сейсмограммы) трансформируются (преобразуются) в смещения путем удаления реакции инструмента и затем используются для оценки (to constrain) истории проскальзывания (по разлому)  с помощью алгоритма обратной инверсии ( a finite fault inverse algorithm ) (Джи и др., 2002).
При моделировании были использованы следующие входные данные:
- гипоцентр, соответствующий (с небольшими изменениями) данным  NEIC:  (Lon. = 84.7 deg.; Lat. = 28.2 deg., Dep. = 15.0 km);
- плоскость разлома, оцененная либо по данным "the rapid W-Phase moment tensor" (для реального времени), либо по данным "the GCMT moment tensor" (для исторических данных).
После сопоставления волновых форм для двух плоскостей входного момент тензора (the input moment tensor), было определено, что нодальная плоскость (strike= 295.0 deg., dip= 10.0 deg) лучше соответствует входным данным. Сейсмический момент (энергия) выделившаяся в этой плоскости 8.1e + 27 dyne.cm (Mw = 7.9), если использовать 1D модель земной коры, полученную путем интерполяции из модели CRUST2.0.

Коллизия Индийской и Евразийской плит.

Непальское землетрясение 2015 года произошло, как результат продолжающейся коллизии (столкновения) Индийской и Евроазиатской литосферных плит.
Индийская плита дрейфовала к северу и более 50 миллионов лет назад.столкнулась с Евразийской плитой.
Гималаи образовались в результате столкновения Индийский литосферной плиты, дрейфующей к северу и Евразийской плиты. Столкновение показано на упрощенной схеме, на которой  вертикальный масштаб преувеличен.
1. Примерно 60 миллионов лет назад, океаническая литосфера Индийской плиты  субдуцировала под Евразийскую плиту (южный Тибет).
2. Магма поднимается вверх над Индийской плитой и формирует гранитные интрузии внутри коры или извергается на поверхность через жерла вулканов.   Осадочные породы и океаническая кора соскребаются с пододвигаемой в мантию, нисходящей Индийской плиты и формируют акреционный клин (призму). Породы аккреционной призмы заполнили преддуговой бассейн. Преддуговый бассейн заполнился осадками - продуктами эрозии Тибета. В интервале геологического времени между 55 и 40 миллионами лет назад континентальные части Индийской и Евразийской плит столкнулись.
3. Индийская кора была слишком плавучей, чтобы погрузиться глубоко и далеко под Тибет. В результате этой плавучести новый разлом, Главный центральный надвиг (Main Central Thrust), который прорвался через кору Индийской плиты. Движение вдоль разлома продолжалось 10-20 миллионов лет.
4. Фрагмент Индийской коры, в верхней части которой залегают осадочные породы сформировавшиеся на  континентальном шельфе в палеозое и мезозое, были надвинуты вверх на Евразийский субконтинент. Аккреционный клин и осадки преддугового бассейна были надвинуты в северном направлении, на Тибет. (Большая часть этого материала была размыта и перенесена). От 20 до 10 миллионов лет назад Главный центральный надвиг прекратил свою активность. С тех пор Индия скользит на север вдоль второго разлома - Главного пограничного разлома.
Второй фрагмент коры, залегающий под "неживым" Главным центральным надвигом, был надвинут (выдавлен) наверх, на субконтинент, поднимая вверх первый фрагмент коры (залегающий над "неживым" Главным центральным надвигом. Два выдавленных вверх (поднятых) фрагмента коры и составляют основную массу пород Гималаев; многие пики которых увенчанны палеозойскими, осадочными, шельфовыми отложениями.
Индийская плита немного изгибается под тяжестью Гималайских гор, и образовавшаяся в результате современная впадина заполняется осадочными породами, которые могут быть обнаружены в долине Ганга.