Προσεισμικές μεταβολές του ηλεκτρικού πεδίου της γης: σεισμικότητα και ο φυσικός χρόνος

Abstract

The present work is twofold. First, using the order parameter of seismicity defined in natural time, we suggest a simple model for the explanation of Båth law, according to which a mainshock differs in magnitude from its largest aftershock by approximately 1.2 regardless of the mainshock magnitude. In addition, the validity of Båth law is studied in the Global Centroid Moment Tensor catalogue by using two different aftershock definitions. It is found that the mean of this difference, when considering all the pairs mainshock-largest aftershock, does not markedly differ from 1.2 and the corresponding distributionsdo not depend on the mainshock’s magnitude threshold in a statistically significant manner. Also, the analysis of the cumulative distribution functions provides evidence in favour of the proposed model. Second, by introducing and employing a new method called cross-correlogram, in geo-electric data from the area of Kyrgyzstan for the period 30 June 2014–10 June 2015, we identified Anomalous Telluric Currents (ATC). From a total of 32 ATC after taking into consideration the electric current source properties, we found that three of them are possible Seismic Electric Signal (SES) activities. These three SES activities are likely to be linked with three local seismic events. Finally, by studying the corresponding recordings when a DC alternating source injects current into the Earth, we found that the subsurface resistivity seems to be reduced before one of these three earthquakes, but a similar analysis for the other two cannot be done due to their large epicentral distance and the lack of data.

Η παρούσα διατριβή έχει δύο άξονες (σκοπούς). Πρώτον, χρησιμοποιώντας την παράμετρο τάξης της σεισμικότητας όπως αυτή ορίζεται στον φυσικό χρόνο, προτείνουμε ένα μοντέλο για την εξήγηση του νόμου του Båth, σύμφωνα με τον οποίο ο κύριος σεισμός διαφέρει σε μέγεθος από τον μεγαλύτερο μετασεισμό κατά 1.2 ανεξαρτήτως του μεγέθους του κύριου σεισμού. Επιπλέον, εξετάζουμε την εγκυρότητα του νόμου του Båth στον κατάλογο Global Centroid MomentTensor χρησιμοποιώντας δυο διαφορετικούς ορισμούς για τους μετασεισμούς. Βρίσκουμε ότι η μέση τιμή της διαφοράς των μεγεθών του ζεύγους κύριος σεισμός-μεγαλύτερος μετασεισμός, όταν χρησιμοποιούμε όλα αυτά τα ζεύγη, δεν διαφέρει σημαντικά από το 1.2 και οι αντίστοιχες κατανομές δεν εξαρτώνται σημαντικά στατιστικά από το μέγεθος κατωφλίου που θεωρούμε για τον κύριο σεισμό. Επίσης, η ανάλυση των αθροιστικών συναρτήσεων κατανομών παρέχει αποδείξεις που υποστηρίζουν το προτεινόμενο μοντέλο. Δεύτερον, εισάγοντας και εφαρμόζοντας μια νέα μέθοδο, δηλαδή εκείνη του συσχετισιογράμματος, σε γεωηλεκτρικά δεδομένα από την περιοχή του Κιργιζστάν την χρονική περίοδο 30/06/2014-10/06/2015, εντοπίζουμε Ανώμαλα ΤελλουρικάΡεύματα (Anomalous Telluric Currents, ATC). Από ένα σύνολο 32 ATC, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιότητες της πηγής που εκπέμπει το ηλεκτρικό ρεύμα, μόνο 3 μπορούν να θεωρηθούν ως πιθανές δραστηριότητες Προσεισμικών Ηλεκτρικών Σημάτων( Seismic Electric Signal Activities, SESActivities).Αυτές οι 3 δραστηριότητες SES είναι πιθανό να συνδέονται με 3 τοπικά σεισμικά γεγονότα.Τέλος, μελετώντας καταγραφές όταν μια πηγή DC εναλλασσόμενου ρεύματος εγχέει ρεύμα στη γη, βρίσκουμε ότι η ειδική αντίσταση του εδάφους μειώνεται πριν από έναν από τους 3 προαναφερθέντες σεισμούς. Ωστόσο, παρόμοια ανάλυση για τους άλλους 2 σεισμούς δενμπορεί να γίνει λόγω της μεγάλης απόστασης από τον σταθμό καταγραφής αλλά και έλλειψη δεδομένων.