Систематическое изучение сейсмичности Европейского региона было начато в 1951 г. по инициативе Европейской сейсмологической комиссии (IASPEI, IUGG) [1, 4, 5, 6]. Объединение европейских сейсмологов позволило Комиссии собрать основную информацию о землетрясениях с интенсивностью /пс> VI (или с эквивалентной магнитудой М) за период с 1901 по 1955 г.
Для любого сравнительного изучения землетрясений необходимы однородные данные. Основная проблема, которая возникла в связи с унификацией данных из разных источников, заключалась в классификации около 5500 землетрясений, включенных в каталог 1901—1955 гг. Для этой цели использовались определения величин М по методике, предложенной Парником [6, 8, 9, 10].
Для иллюстрации географического распределения сейсмической активности был составлен ряд карт масштаба 1:5 000 000: четыре карты эпицентров (М = 4,1—4, 6, неполная; М = 4,7—5,1; М = 5,2—6,2 и М = 6,3—8,3) (фиг. 2); карта высвобожденной энергии (карта удельной сейсмичности); карта максимальной интенсивности и карта сейсмического районирования. Принципы составления этих карт рассмотрены Парником [6, 8, 9]. Для статистического изучения вся территория была разделена на 39 сейсмических районов (фиг. 1), для каждого из которых были составлены графики повторяемости [7].
Все составленные таким образом сейсмические карты показывают, что наибольшей сейсмической активностью обладают области третичной складчатости и четвертичных дифференцированных движений (фиг. 2) [8, 9, 10]. Большинство эпицентров и изолиний макросейсмической интенсивности приурочены к третичным горным хребтам или крупным системам разрывов. Однако невозможно связать все разрывы с эпицентрами, и наоборот. Существуют эпицентры, которые не обнаруживают простой связи с разрывами или хребтами. Они могут соответствовать границам областей с различной направленностью движений; однако такая информация редко представлена на тектонических картах. Связывая сейсмические явления с тектоническими линиями, мы должны иметь в виду, что средняя точность определения эпицентров для континентов составляет приблизительно ±20—30 км, для океанов ±50—100 км. Глубины коровых очагов только изредка могут быть определены с относительной ошибкой менее 50%. Для очагов глубже 80 км положение более благоприятно.
Наилучшим примером тесной связи сейсмичности и разрывов может служить Североанатолийская зона разломов — самый крупный сдвиг на всей рассматриваемой территории. Несколько сильных землетрясений, возникавших близ этого разлома, сопровождалось горизонтальными движениями [16]. По-видимому, на обоих концах разлом расщепляется на несколько ветвей. На востоке эпицентры указывают на его продолжение в область Ахалкалаки (Грузия), Армении и Ирана. На западе одна ветвь может протягиваться в Болгарию; другая, возможно, пересекает южную часть п-ова Халкидики и идет на Ионические острова [2]. Эпицентры также очерчивают пояс, соединяющий восточную Анатолию с заливом Искепдерон и продолжающийся на Кипр и, возможно, до долины Иордана.
Количественные данные о вертикальных или горизонтальных движениях в сейсмических зонах отсутствуют. Правда, недавно в нескольких районах Северной, Западной и Центральной Европы были проведены повторные нивелировки или триангуляции. При некоторых очень сильных землетрясениях, например в Болгарии (14 и 18 апреля 1928 г., М = 7) и в Греции (27 апреля 1894 г.) наблюдались внезапные опускания.
На сейсмических картах видны также и другие сейсмогенетические линии, которые не столь четко устанавливаются по геологическим данным. Одна отчетливая линия начинается на западном гребне Карпат, идет вдоль долин рек Ваг, Лейта и Мур и пересекает Карнийские Альпы в северо-восточной Италии; юго-западное окончание этой зоны характеризуется очень высокой активностью. Другой пояс следует вдоль восточного побережья Адриатического моря, проходит мимо Греции и Крита и продолжается далее к Родосу. Намечаются признаки линии, соединяющей Лиссабонский залив и Срединноатлантический хребет. Значительные, хотя и не столь протяженные линии намечаются южнее Крыма, юго-восточнее Шабле (Болгария), в северо-западной Ливии и т. д. Карта фиг. 1 охватывает часть Срединноатлантического хребта с Исландией и островом Ян-Майен. Эпицентры располагаются вдоль хребта, включая и его отрезок, пересекающий Исландию.
Сейсмическая активность не ограничивается областями альпийской складчатости. Слабые землетрясения зафиксированы в долине Рейна (Mmax = 5,75), по периферии Чешского массива (Mmax = 5), вдоль побережья Бретани, в Уэлсе и в Шотландии (Mmax = 5,75), в Северном море и вдоль западного побережья Скандинавского полуострова до Осло-фьорда (Mmax = 6).
Тенденцию развития сейсмической активности и ее интенсивность можно продемонстрировать, используя величины высвобождения энергии или деформации и графики магнитуда — частота землетрясений (графики повторяемости). Сейсмическая энергия реализуется в основном в форме сильных землетрясений; общая сумма высвобождающейся энергии в областях альпийской складчатости на два порядка выше, чем в более древних геотектонических элементах [7]. Самое поразительное то, что в верхней мантии высвобождается больше сейсмической энергии, чем в коре, что противоречит данным по всему земному шару [3]. Однако между двумя формулами, используемыми для определения энергии (lg E = 11,8 + 1,5 М и Ig Е = 5,8 + 2,4 m), существует некоторое различие, поскольку величина М основывается на амплитуде поверхностных волн, а величина m — на объемных волнах.
Зона максимального проявления промежуточных землетрясений связана с резким изгибом Восточных Карпат [15]. Активность коры в этой зоне очень мала по сравнению с активностью на глубине 100—200 км. Самое сильное землетрясение произошло здесь 10 ноября 1940 г. (m = 7,3, h = 130 км). Интересно отметить, что сильные промежуточные землетрясения в Румынии обнаруживают такую же временную последовательность, как и промежуточные землетрясения в Тирренском море [7]. Такое удивительное совпадение до сих пор не нашло объяснения. В Тирренском море глубина некоторых очагов достигает 300 км и даже более. Очаги образуют коническую поверхность, ось которой погружается к северо-западу, а основание пересекает северную Сицилию и Калабрию, где располагаются очаги поверхностных землетрясений [14]. Наиболее глубокое землетрясение в Средиземноморском регионе было зафиксировано 29 марта 1954 г. (m = 7, h = 650 км) в южной Испании. До этого момента здесь не отмечалось активности на глубине. Это землетрясение и одно землетрясение в Тирренском море (2 февраля 1955 г., m = 5,6, h = 450 км) — единственные глубокофокусные землетрясения, зарегистрированные вне Тихоокеанского региона. Распределение высвобожденной энергии, накопившейся на различных глубинах (фиг. 3), обнаруживает один значительный максимум для области Вранча в Румынии (h = 130 км), два максимума для Эгейской области (h=n и 100 км) и четыре максимума для Тирренского моря (h=n, 100, 200 и 300 км).
Графики высвобождения напряжений, реализующихся в виде неглубоких и промежуточных землетрясений, для Средиземноморского региона (фиг. 4) обнаруживают некоторые интересные особенности. Общие тенденции высвобождения энергии в земной коре и в верхней мантии одинаковы и довольно монотонны. Наблюдаются только два периода усиленной активности мелких землетрясений: 1904—1906 и 1939—1944 гг. Кривая для промежуточных землетрясений имеет сходную форму, но внезапно в период 1926—1927 гг. резко перемещается на более высокий уровень. Это перемещение обусловлено тремя сильными землетрясениями в Эгейской области.
Для изучения повторяемости землетрясений важны кривые типа магнитуда— частота толчков, выражаемые уравнением lg N = а — bМ. Лабораторные эксперименты Моги [12, 13] и Виноградова [181 показали, что параметр b кривой уменьшается с увеличением однородности материала, скорости деформации и объемного модуля. Отклонения от линейно-логарифмической зависимости кривых магнитуда — частота можно также интерпретировать с точки зрения структуры строительных материалов [13]. Обычно b = 0,9, и некоторые авторы считают, что этот параметр стабилен [17]. Другие, однако, связывают его региональные вариации со стадией тектонического развития региона [11]. Для европейских сейсмических зон индивидуальные кривые повторяемости, так же как и суммарные кривые, подтверждают существование различных значений b. Кроме того, они показывают, что самые пологие наклоны (наименьшие b) соответствуют промежуточным землетрясениям (b = 0,3—0,6, m пересчитано в М) и областям 24, 27, 29 и 33, характеризующимся наивысшими магнитудами (М = 7—8). Промежуточные значения b (0,7—0,8) совпадают с зонами средней активности (зоны 2, 21, 23, 26, 34) и очагами в земной коре с Mmax = 7,25. Наибольшие наклоны (b = 0,9—1,0) относятся к областям, в которых преобладают неглубокие или поверхностные очаги (h = 1—4 км); зоны 15, 16, 18, 19, 20, 22, 25 и 32 с Mmax = 6,25—6,75.
Мы можем установить приблизительное соотношение между b и средней глубиной очага или между b и Mmax. Результаты соответствуют увеличению однородности и прочности с глубиной и согласуются с данными лабораторных экспериментов.
Представляет интерес миграция активности, наблюдавшаяся в Североанатолийской зоне разломов и в южной и центральной Италии. В первой из этих областей цикл начался землетрясением 1930 г. в восточной Анатолии (М = 7,3; 38° с.ш., 44,5° в. д.); за ним следовали землетрясения, постепенно перемещавшиеся к западу в такой последовательности: 1939 г., М = 8 (39,7 с. ш., 39,7 в. д.); 1942 г., М = 7,0 (40,7° с. ш., 30,6° в. д.); 1943 г., М = 7,3 (41,4° с. ш., 33,8° в. д.); 1944 г., М = 7,3 (41,5° с. ш., 33,5° в. д.); 1953 г., М = 7,2 (40,1° с. ш., 27,3° в. д.). С этими землетрясениями связано в основном высвобождение энергии в период 1930—1953 гг.; более слабые землетрясения пе обнаруживали признаков такого перемещения и располагались более беспорядочно. Скорость миграции (развитие разрыва) была неравномерной; она увеличилась с 50 до 145 км/год, а затем уменьшилась до 60 км/год.
Аналогичное явление наблюдалось в южной Италии, где главное землетрясение 1908 г. (M = 7,3, Мессина) вызвало серию афтершоков с уменьшающейся магнитудой, эпицентры которых в течение 1908—1920 гг. перемещались вдоль Калабрии в сторону центральной Италии. Ранее, в 1783—1785 гг., эпицентры пяти разрушительных землетрясений в Калабрии последовательно смещались в восточном направлении.
Миграция активности должна быть тщательно изучена. Идентификация циклов может оказать существенную помощь при решении вопроса о предсказании разрушительных землетрясений.
Изучение сейсмичности Европейского региона продолжается. Существующая программа предусматривает решение проблем статистики и механизма землетрясений. Большие надежды вселяет организация в Балканской области оснащенных чувствительной аппаратурой сейсмических станций, поскольку крайне желательно сконцентрировать серьезные усилия на изучении наиболее сейсмоактивной Североанатолийской зоны разломов.