ГРАВИТАЦИОННЫЕ АНОМАЛИИ КОРЫ И ВЕРХНЕЙ МАНТИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ И ЮЖНОЙ АЗИИ

Studying the density of both the crust and mantle is one of the topical problems in modern geophysics. Gravity modeling in combination with seismic tomography is an important tool for detecting density inhomogeneities in the crust and mantle, which can cause stresses and thus significantly impact the regional tectonics [Pogorelov, Baranov, 2010], especially in zones wherein continental margins actively interact with subducting oceanic plates and the entire depth of the tectonosphere is subject to stresses. Associated processes lead to considerable horizontal and vertical stresses that often cause catastrophic events on a global scale. The challenge of studying the global tectonic processes in the Earth’s tectonosphere can be addressed by gravity modeling in combination with seismic surveying.Data from previous studies. I.L. Nersesov et al. [1975] pioneered in calculating the spatial pattern of mantle density inhomogeneities in Central Asia. Although the accuracy of their estimations was not high due to the limited database, their study yielded significant results considering the structure of the crust. Numerous subsequent geophysical projects have researched the crust to a level sufficient to develop regional models, that can give quite adequate information on the depths of external and internal boundaries of the crust and suggest the distribution patterns of seismic velocities and density values. With reference to such data, mantle density inhomogeneities can be studied with higher accuracy.This paper reports on the estimations of gravity anomalies in the crust and upper mantle in Central and South Asia. The study region represents the full range of crust thicknesses and ages, as well a variety of crust formation types [Christensen, Mooney, 1995]. We used the 3D gravity modeling software package 3SGravity developed by Senachin [2015a, 2015b] that considers the spherical shape of the Earth's surface, and estimated gravitional anomalies using Baranov’s digital model of the crust, AsCrust [Baranov, 2010].The study area includes the Alpine-Himalayan folded belt, the triple junction of rift zones in North Africa, and the marginal seas of Southeast Asia, which are framed by deep troughs with associated volcanic belts. Its relief ranges from the highest mountains in Himalayas to deepest troughs in Indonesia. In this region, the collision of the Indian and Asian plates causes thrusting at the Asian plate margin which results in thickening of the continental crust [Oreshin et al., 2011]. This process may be accompanied by the separation of the crustal layer of the Indian lithospheric plate from its mantle ‘cushion’, i.e. delamination, the mechanism of which is not fully understood [Jiménez-Munt et al., 2008; Krystopowicz, Currie, 2013; Ueda et al., 2012] (Fig. 1).AsCrust, the digital model of the Earth's crust: depth to Moho map. A large volume of new data on reflection, refraction and surface waves from earthquakes and explosions was analyzed and integrated into the AsCrust model (1×1° grid). Ten digital maps were constructed: Moho depth, the upper, middle and lower crustal layers, as well as Vp velocities and densities in these layers [Baranov, 2010]. In our study, we calculated gravitational anomalies from the values of thicknesses and density of crustal layers at each point of the grid. The density in the layers was calculated from longitudinal wave velocities using the formula described in [Brocher, 2005] (Fig. 2).The algorithm for gravity anomaly calculations. Modeling the gravity of large regional objects needs to take into account the curvature of the Earth's surface. Algorithms for calculating the gravity field from bodies bounded by spherical surfaces are proposed in [e.g. Kosygin et al., 1996; Starostenko et al., 1986; Strakhov et al., 1989; Jones et al., 2010; Li et al., 2011; Schmidt et al., 2007]. In this study, we used an algorithm based on equations for direct calculations of the gravity effect, which can be obtained for specific points located on the pole of the sphere. Such equations considerably simplify the algorithm, but require constant recalculation of the coordinate system for each calculation point, which complicates the task (Fig. 3).Source data, and methods of gravity anomaly calculations. Our computational model includes seven layers: an water layer, three sedimental layers (depths of boundaries, and density values of the sedimental layers) from the model described in [Laske, Masters, 1997], and three crustal layers (depths of boundaries, and density values of the crust, which were estimated from velocities Vp) from the AsCrust model [Baranov, 2010], considering the territory covered by the model. For the surrounding regions, data on the structure and properties of the crust were taken from the CRUST 2.0 model [Bassin et al., 2000] and interpolated to the 1´1° grid. Thus, data with the resolution of 1´1° were used to describe the sediments and the crust, and data with the resolution of 0.1´0.1° characterized the water layer (batimetry).Model GGM01 based on satellite observation data of the GRACE project (http://www.csr.utexas.edu) simulated the Earth's gravity field and was used to calculate anomalies in ‘free’ air across the entire surface of our model, which took into account the correction for the elevation of an observation object. The gravity field ranges from –250 to +260 mGal. The zone of collision of the Indian and Asian plates is marked by narrow parallel anomalies of different signs, reaching 200 mGal and more. The southwestern zone with negative anomalies corresponds, apparently, to the boundary of the junction zone of the two plates, wherein the Indian plate subducts underneath the Asian plate, as described in [e.g. He et al., 2010; Oreshin et al., 2011]. The gravity field of the study area quite clearly shows that Tibet is separated from the Tarim plate neigbouring it in the northeast. This separation is marked by a negative anomaly to –150 mGal, the boundaries of which are outlined by narrow zones of positive anomalies. The southern Caspian Sea is also characterized by a negative anomaly to –150 mGal, while Tien Shan is marked by a narrow band of positive anomalies up to 110 mGal. In most of the study area, the field is close to normal and varies within a few dozens of milligals. Moderately positive gravity (within 40¸80 mGal) is typical of the rest of the Alpine-Himalayan folded belt. A slight positive gravity field is revealed in the marginal seas of Southeast Asia, wherein there are two narrow zones of high-amplitude anomalies of different signs (up to 200 mGal), which are generated by isostatically uncompensated systems of island arcs and trenches (Fig. 6).The gravity effect of the Earth's crust estimated for Asia shows the presence of major anomalies varying in the range of 940 mGal (from –380 to +560 mGal). The maximum positive anomaly is located in the vicinity of the African triple junction of the rift zones, wherein the anomaly reaches a positive maximum of about +560 mGal. Positive anomalies are also revealed in the Tarim Basin (+130 mGal), Southeastern China (+100 mGal), the Iranian plateau (+180 mGal), and back-arc subduction zones of the Indian and Pacific plates (+290 mGal). Large negative anomalies correspond to the Caspian and Black Seas (–380 mGal), Himalayas (–280 mGal), and eastern Tibet (–330 mGal). The Eastern Mediterranean is characterized by a negative anomaly (–310 mGal).The eastern Arabian Peninsula and the Mesopotamian lowlands are characterized by negative anomalies up to –220 mGal. The map of calculated crustal gravity anomalies also shows submarine ridges (+280 mGal) that trend from south to north and seem to trace ‘hot spots’ that burn through the lithospheric plate (Fig. 7).Gravitational anomalies in the mantle were calculated by subtracting the gravity effect of the crust from the observed gravity field. The anomalies range from –570 to +350 mGal, which is about twice the range of variations of this field. This directly indicates the presence of large density variations in the lithospheric mantle, which should compensate for the anomalous crustal masses. The largest positive mantle density inhomogeneities in the study region are revealed in the narrow band of the Himalayas (+330 mGal) and Eastern Tibet (+350 mGal). In the Caspian and Black Seas, the anomalies reach +250 and +300 mGal, respectively. The Eastern Mediterranean is characterized by a positive anomaly up to +280 mGal. The eastern Arabian Peninsula and the Mesopotamian lowlands are characterized by positive anomalies of up to +220 mGal. Negative anomalies are revealed in the Tarim Basin (–190 mGal), over submarine ridges in the Indian Ocean (–340 mGal), in Southeastern China (–120 mGal), the central Hindustan (–80 mGal), the Hindu Kush and Karakoram (–150 mGal). Subduction zones of the Indian and Pacific plates are also characterized by negative anomalies of up to –250 mGal. The triple junction zone (Red Sea, Gulf of Aden, the African Rift) in the northeastern African continent is the region of maximum negative anomalies in the mantle wherein gravity values are reduced to –570 mGal (Fig. 8).Results and conclusion. By applying the 3SGravity software package and the AsCrust digital model, we revealed the spatial pattern of gravitational anomalies in the crust and mantle in Central and South Asia, which gives more precise information about the variations in density with depth in the study area. Our estimations show a significant variations of mantle gravity anomalies, several times larger than the changes in the observed anomalies.Одной из актуальных задач современной геофизики является изучение плотностного строения земной коры и подстилающей ее мантии. В этом изучении гравитационное моделирование в комплексе с сейсмической томографией представляется важнейшим инструментом определения плотностных неоднородностей. Данные неоднородности могут оказывать существенное влияние на тектонику регионов, вызывая напряжения в коре и мантии [Pogorelov, Baranov, 2010]. Это наглядно показывают активные зоны сочленения окраин материков с субдуцирующими под них океаническими плитами, образующими напряжения по всей глубине тектоносферы. Возникающие при этом процессы приводят к появлению значительных горизонтальных и вертикальных напряжений, что нередко заканчивается катастрофами глобального масштаба. Все вышеперечисленное указывает на необходимость изучения глобальных тектонических процессов в тектоносфере Земли, в котором гравитационное моделирование в комплексе с сейсморазведкой играет определяющую роль.Данные предыдущих исследователей. Впервые распределение мантийных плотностных неоднородностей в Центральной Азии было рассчитано И.Л. Нерсесовым с соавторами [Nersesov et al., 1975]. Однако в силу недостатка данных точность полученных в то время расчетов была невелика. Вместе с тем значительные результаты были получены в изучении строения земной коры. Благодаря многочисленным проектам по ее исследованию геофизическими методами, степень изученности коры достигла такого уровня, что появились региональные модели, дающие вполне адекватную информацию о глубинном расположении ее внешних и внутренних границ, а также о распределении сейсмических скоростей и плотности. Это, в свою очередь, дает нам возможность проводить изучение мантийных плотностных неоднородностей со значительно большей точностью.В настоящей работе представлены результаты расчетов гравитационных аномалий коры и верхней мантии Центральной и Южной Азии. Этот регион хорошо подходит для решения данной задачи, так как он охватывает области всего диапазона мощности, возраста и способов образования коры [Christensen, Mooney, 1995]. Для выполнения этой задачи использовалась оригинальная программа трехмерного гравитационного моделирования, учитывающая сферическую форму поверхности Земли, разработанная В.Н. Сеначиным [Senachin, 2015a, 2015b]. Расчет гравитационных аномалий выполнялся на основе данных цифровой модели земной коры AsCrust, разработанной А.А. Барановым [Baranov, 2010].Изучаемый регион включает в себя Альпийско-Гималайский складчатый пояс, область тройного сочленения рифтовых зон на севере Африки и область окраинных морей Юго-Восточной Азии, обрамляющихся глубоководными желобами с сопутствующими таким зонам вулканическими поясами. Рельеф земной поверхности и морского дна включает самые высокие горы (Гималаи) и одни из самых глубоких областей на нашей планете – глубоководные желоба Индонезии. В данном регионе предполагается столкновение Индийской плиты с Азиатской, которое могло привести к надвигу и смятию края Азиатской плиты и к большому увеличению мощности континентальной коры [Oreshin et al., 2011]. Этот процесс, возможно, сопровождается деламинацией (отделением корового слоя Индийской литосферной плиты от ее мантийной «подушки», механизм которого до конца не изучен) [Jiménez-Munt et al., 2008; Krystopowicz, Currie, 2013; Ueda et al., 2012] (рис. 1).Цифровая модель земной коры AsCrust: карта глубины до Мохо. При построении модели AsCrust было проанализировано большое количество новых данных по отраженным, преломленным и поверхностным волнам от землетрясений и взрывов. Все они были интегрированы в единую модель с разрешением 1×1°. Результаты были представлены в виде десяти цифровых карт, определяющих глубину до границы Мохо, мощность верхней, средней и нижней части консолидированной коры, а также скорость продольных волн в этих слоях [Baranov, 2010]. Для расчета гравитационных аномалий в настоящей работе использовались данные о мощности слоев коры и их плотности в каждой точке градусной сетки. Плотности в слоях были рассчитаны по скоростям продольных волн с использованием формулы из [Brocher, 2005] (рис. 2).Алгоритм расчета гравитационных аномалий. В гравитационном моделировании при изучении крупных региональных объектов возникает необходимость учитывать кривизну земной поверхности. Для этой цели разрабатываются алгоритмы вычисления гравитационного поля от тел, ограниченных сферическими поверхностями [Kosygin et al., 1996; Starostenko et al., 1986; Strakhov et al., 1989; Jones et al., 2010; Li et al., 2011; Schmidt et al., 2007; и др.]. В настоящей работе для этой цели был использован алгоритм, основанный на применении прямых формул расчета гравитационного эффекта, которые могут быть получены для точки, находящейся на полюсе сферы. Использование прямых формул вычисления во многом упрощает алгоритм, но требует постоянного перерасчета системы координат для каждой точки расчета, что несколько усложняет задачу (рис. 3).Исходные данные и методика расчета гравитационных аномалий. Количество слоев в нашей расчетной модели равно семи: это водный слой, три слоя осадков (глубины границ и плотности осадочных слоев) из модели [Laske, Masters, 1997] и три слоя коры (глубины границ и плотности в коре, полученные из Vp скоростей) из модели AsCrust [Baranov, 2010] для покрываемой ею территории. Для окружающих регионов данные о строении и свойствах коры брались из модели CRUST 2.0 [Bassin et al., 2000] и были проинтерполированы на сетку 1´1°. Таким образом, для осадков и коры были использованы данные с разрешением 1´1°, тогда как для водного слоя (батиметрия) разрешение составило 0.1´0.1°.В качестве гравитационного поля Земли была взята модель GGM01, полученная на основе спутниковых наблюдений в ходе выполнения проекта «GRACE» (http://www.csr.utexas.edu). На основе этой модели были рассчитаны аномалии в «свободном» воздухе на всей поверхности нашей модели, которые учитывают поправку за высоту объекта наблюдений: гравитационное поле изменяется в пределах от –250 до +260 мГал. Зона столкновения Индийской плиты с Азиатской выделяется наличием параллельных узких аномалий разного знака, достигающих 200 мГал и более: юго-западная аномальная зона, характеризующаяся отрицательными аномалиями, соответствует, по-видимому, границе сочленения двух плит, где Индийская плита пододвигается под Азиатскую согласно [He et al., 2010; Oreshin et al., 2011; и др.]. В гравитационном поле региона также видно довольно четкое разделение Тибета и примыкающей к нему с северо-востока Таримской плиты (отрицательная аномалия до –150 мГал), границы которой оконтуриваются узкими зонами положительных аномалий. Южная часть Каспийского моря также характеризуется отрицательной аномалией до –150 мГал, тогда как Тянь-Шань – узкой полосой положительных аномалий до 110 мГал. Однако на большей части исследуемого региона поле близко к нормальному, изменяясь в пределах нескольких десятков миллигал. Умеренно повышенным уровнем гравитационного поля (в пределах 40–80 мГал) выделяется остальная часть Альпийско-Гималайского складчатого пояса. В морях юго-восточной окраины Азии отмечается слабое повышение уровня поля в акваториях морей и две узкие зоны высокоамплитудных аномалий разного знака (до 200 мГал), которые порождаются изостатически нескомпенсированными системами островных дуг и желобов окраинных морей Юго-Восточной Азии (рис. 6).Гравитационный эффект земной коры. Гравитационный эффект земной коры, рассчитанный в Азиатском регионе, показывает наличие крупных аномалий, изменяющихся в пределах 940 мГал (от –380 до +560 мГал). Максимальная положительная аномалия наблюдается в районе африканского тройного сочленения рифтовых зон, где она достигает положительного максимума в регионе +560 мГал. Положительные аномалии также наблюдаются в Таримском бассейне (до +130 мГал), Юго-Восточном Китае (до +100 мГал), в районе Иранского нагорья (до +180 мГал) и в задуговых районах субдукционных зон Индийской и Тихоокеанской плит (до +290 мГал). Крупные отрицательные аномалии соответствуют районам Каспийского и Черного морей (до –380 мГал), Гималаев (до –280 мГал) и восточной части Тибета (до –330 мГал). Восточное Средиземноморье характеризуется отрицательной аномалией до –310 мГал.Восточная часть Аравийского полуострова и Месопотамская низменность характеризуются отрицательными аномалиями до –220 мГал. Также на карте расчетных аномалий коры выделяются подводные хребты (до +280 мГал), тянущиеся субмеридионально с юга на север, происхождение которых предположительно определяют как след «горячих точек, прожигающих проходящую над ней литосферную плиту (рис. 7).Мантийные гравитационные аномалии. Мантийные гравитационные аномалии изучаемого региона были получены вычитанием гравитационного эффекта земной коры из наблюденного гравитационного поля. Они изменяются в пределах от –570 до +350 мГал, что примерно вдвое превышает пределы изменения этого поля. Это прямо указывает на наличие крупных плотностных неоднородностей в литосферной мантии, которые должны скомпенсировать коровые аномальные массы. Наиболее крупные положительные мантийные плотностные неоднородности в изучаемом регионе наблюдаются в районах узкой полосы Гималаев (до +330 мГал) и Восточного Тибета (до +350 мГал). В Каспийском и Черном морях они достигают +250 и +300 мГал соответственно. Восточное Средиземноморье характеризуется положительной аномалией до +280 мГал. Восточная часть Аравийского полуострова и Месопотамская низменность характеризуются положительными аномалиями до +220 мГал. Отрицательные аномалии наблюдаются в районах Таримского бассейна (до –190 мГал), над подводными хребтами в Индийском океане (до –340 мГал), в юго-восточной части Китая (до –120 мГал), в центральной части Индостана (до –80 мГал), а также в районах Гиндукуша и Каракорума (до –150 мГал). Субдукционные зоны Индийской и Тихоокеанской плит также характеризуются отрицательными аномалиями до –250 мГал. На северо-востоке Африканского континента, где имеет место тройное сочленение рифтовых зон (Красное море, Аденский залив, Африканский рифт), наблюдается область максимальных отрицательных мантийных аномалий. Здесь гравитационное поле понижается до –570 мГал (рис. 8).Полученные результаты и выводы. В результате проведенной работы на основе разработанной авторами компьютерной программы 3SGravity и цифровой модели земной коры AsCrust получено распределение коровых и мантийных гравитационных аномалий в Центральной и Южной Азии. Распределение дает более точную информацию о глубинном распределении плотностных неоднородностей в регионе. Результаты проведенных расчетов показывают значительный диапазон изменения мантийных гравитационных аномалий, в несколько раз превышающий изменения наблюденных аномалий

ВРЕМЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМОЙ ПРОГНОЗА СЕЙСМИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ

Results of the experimental long-term monitoring programme are presented. It is aimed at studying natural geophysical fields located above the gas deposit in the zone impacted by the active regional fault, and its objectives are to reveal how such fields are changing with time and to establish a relationship between the temporal changes and seismicity. According to the database it determines several typical indicators of variations in the geophysical fields, which take place only above the gas deposit. It is concluded that periods, when natural geophysical fields located above the gas deposit are unstable, are preceding the final phase of preparation of seismic events.Рассматриваются результаты экспериментальных исследований, направленных на изучение ха­рактера временных изменений естественных геофизических полей (ЕГП) над залежью газа, расположенной в зоне влияния активного регионального разлома, а также выявление связи этих изменений с сейсмичностью. Определен ряд характерных признаков изменения полей, проявляющихся только над залежью газа. Установлено, что проявляющиеся периоды нестабильности ЕГП над залежью газа предшествуют конечной фазе подготовки сейсмических событий

GRAVITY ANOMALIES OF THE CRUST AND UPPER MANTLE FOR CENTRAL AND SOUTH ASIA

Studying the density of both the crust and mantle is one of the topical problems in modern geophysics. Gravity modeling in combination with seismic tomography is an important tool for detecting density inhomogeneities in the crust and mantle, which can cause stresses and thus significantly impact the regional tectonics [Pogorelov, Baranov, 2010], especially in zones wherein continental margins actively interact with subducting oceanic plates and the entire depth of the tectonosphere is subject to stresses. Associated processes lead to considerable horizontal and vertical stresses that often cause catastrophic events on a global scale. The challenge of studying the global tectonic processes in the Earth’s tectonosphere can be addressed by gravity modeling in combination with seismic surveying.Data from previous studies. I.L. Nersesov et al. [1975] pioneered in calculating the spatial pattern of mantle density inhomogeneities in Central Asia. Although the accuracy of their estimations was not high due to the limited database, their study yielded significant results considering the structure of the crust. Numerous subsequent geophysical projects have researched the crust to a level sufficient to develop regional models, that can give quite adequate information on the depths of external and internal boundaries of the crust and suggest the distribution patterns of seismic velocities and density values. With reference to such data, mantle density inhomogeneities can be studied with higher accuracy.This paper reports on the estimations of gravity anomalies in the crust and upper mantle in Central and South Asia. The study region represents the full range of crust thicknesses and ages, as well a variety of crust formation types [Christensen, Mooney, 1995]. We used the 3D gravity modeling software package 3SGravity developed by Senachin [2015a, 2015b] that considers the spherical shape of the Earth's surface, and estimated gravitional anomalies using Baranov’s digital model of the crust, AsCrust [Baranov, 2010].The study area includes the Alpine-Himalayan folded belt, the triple junction of rift zones in North Africa, and the marginal seas of Southeast Asia, which are framed by deep troughs with associated volcanic belts. Its relief ranges from the highest mountains in Himalayas to deepest troughs in Indonesia. In this region, the collision of the Indian and Asian plates causes thrusting at the Asian plate margin which results in thickening of the continental crust [Oreshin et al., 2011]. This process may be accompanied by the separation of the crustal layer of the Indian lithospheric plate from its mantle ‘cushion’, i.e. delamination, the mechanism of which is not fully understood [Jiménez-Munt et al., 2008; Krystopowicz, Currie, 2013; Ueda et al., 2012] (Fig. 1).AsCrust, the digital model of the Earth's crust: depth to Moho map. A large volume of new data on reflection, refraction and surface waves from earthquakes and explosions was analyzed and integrated into the AsCrust model (1×1° grid). Ten digital maps were constructed: Moho depth, the upper, middle and lower crustal layers, as well as Vp velocities and densities in these layers [Baranov, 2010]. In our study, we calculated gravitational anomalies from the values of thicknesses and density of crustal layers at each point of the grid. The density in the layers was calculated from longitudinal wave velocities using the formula described in [Brocher, 2005] (Fig. 2).The algorithm for gravity anomaly calculations. Modeling the gravity of large regional objects needs to take into account the curvature of the Earth's surface. Algorithms for calculating the gravity field from bodies bounded by spherical surfaces are proposed in [e.g. Kosygin et al., 1996; Starostenko et al., 1986; Strakhov et al., 1989; Jones et al., 2010; Li et al., 2011; Schmidt et al., 2007]. In this study, we used an algorithm based on equations for direct calculations of the gravity effect, which can be obtained for specific points located on the pole of the sphere. Such equations considerably simplify the algorithm, but require constant recalculation of the coordinate system for each calculation point, which complicates the task (Fig. 3).Source data, and methods of gravity anomaly calculations. Our computational model includes seven layers: an water layer, three sedimental layers (depths of boundaries, and density values of the sedimental layers) from the model described in [Laske, Masters, 1997], and three crustal layers (depths of boundaries, and density values of the crust, which were estimated from velocities Vp) from the AsCrust model [Baranov, 2010], considering the territory covered by the model. For the surrounding regions, data on the structure and properties of the crust were taken from the CRUST 2.0 model [Bassin et al., 2000] and interpolated to the 1´1° grid. Thus, data with the resolution of 1´1° were used to describe the sediments and the crust, and data with the resolution of 0.1´0.1° characterized the water layer (batimetry).Model GGM01 based on satellite observation data of the GRACE project (http://www.csr.utexas.edu) simulated the Earth's gravity field and was used to calculate anomalies in ‘free’ air across the entire surface of our model, which took into account the correction for the elevation of an observation object. The gravity field ranges from –250 to +260 mGal. The zone of collision of the Indian and Asian plates is marked by narrow parallel anomalies of different signs, reaching 200 mGal and more. The southwestern zone with negative anomalies corresponds, apparently, to the boundary of the junction zone of the two plates, wherein the Indian plate subducts underneath the Asian plate, as described in [e.g. He et al., 2010; Oreshin et al., 2011]. The gravity field of the study area quite clearly shows that Tibet is separated from the Tarim plate neigbouring it in the northeast. This separation is marked by a negative anomaly to –150 mGal, the boundaries of which are outlined by narrow zones of positive anomalies. The southern Caspian Sea is also characterized by a negative anomaly to –150 mGal, while Tien Shan is marked by a narrow band of positive anomalies up to 110 mGal. In most of the study area, the field is close to normal and varies within a few dozens of milligals. Moderately positive gravity (within 40¸80 mGal) is typical of the rest of the Alpine-Himalayan folded belt. A slight positive gravity field is revealed in the marginal seas of Southeast Asia, wherein there are two narrow zones of high-amplitude anomalies of different signs (up to 200 mGal), which are generated by isostatically uncompensated systems of island arcs and trenches (Fig. 6).The gravity effect of the Earth's crust estimated for Asia shows the presence of major anomalies varying in the range of 940 mGal (from –380 to +560 mGal). The maximum positive anomaly is located in the vicinity of the African triple junction of the rift zones, wherein the anomaly reaches a positive maximum of about +560 mGal. Positive anomalies are also revealed in the Tarim Basin (+130 mGal), Southeastern China (+100 mGal), the Iranian plateau (+180 mGal), and back-arc subduction zones of the Indian and Pacific plates (+290 mGal). Large negative anomalies correspond to the Caspian and Black Seas (–380 mGal), Himalayas (–280 mGal), and eastern Tibet (–330 mGal). The Eastern Mediterranean is characterized by a negative anomaly (–310 mGal).The eastern Arabian Peninsula and the Mesopotamian lowlands are characterized by negative anomalies up to –220 mGal. The map of calculated crustal gravity anomalies also shows submarine ridges (+280 mGal) that trend from south to north and seem to trace ‘hot spots’ that burn through the lithospheric plate (Fig. 7).Gravitational anomalies in the mantle were calculated by subtracting the gravity effect of the crust from the observed gravity field. The anomalies range from –570 to +350 mGal, which is about twice the range of variations of this field. This directly indicates the presence of large density variations in the lithospheric mantle, which should compensate for the anomalous crustal masses. The largest positive mantle density inhomogeneities in the study region are revealed in the narrow band of the Himalayas (+330 mGal) and Eastern Tibet (+350 mGal). In the Caspian and Black Seas, the anomalies reach +250 and +300 mGal, respectively. The Eastern Mediterranean is characterized by a positive anomaly up to +280 mGal. The eastern Arabian Peninsula and the Mesopotamian lowlands are characterized by positive anomalies of up to +220 mGal. Negative anomalies are revealed in the Tarim Basin (–190 mGal), over submarine ridges in the Indian Ocean (–340 mGal), in Southeastern China (–120 mGal), the central Hindustan (–80 mGal), the Hindu Kush and Karakoram (–150 mGal). Subduction zones of the Indian and Pacific plates are also characterized by negative anomalies of up to –250 mGal. The triple junction zone (Red Sea, Gulf of Aden, the African Rift) in the northeastern African continent is the region of maximum negative anomalies in the mantle wherein gravity values are reduced to –570 mGal (Fig. 8).Results and conclusion. By applying the 3SGravity software package and the AsCrust digital model, we revealed the spatial pattern of gravitational anomalies in the crust and mantle in Central and South Asia, which gives more precise information about the variations in density with depth in the study area. Our estimations show a significant variations of mantle gravity anomalies, several times larger than the changes in the observed anomalies

TEMPORAL VARIATIONS IN GEOPHYSICAL FIELDS AND EARTHQUAKE FORECASTING ISSUES

Results of the experimental long-term monitoring programme are presented. It is aimed at studying natural geophysical fields located above the gas deposit in the zone impacted by the active regional fault, and its objectives are to reveal how such fields are changing with time and to establish a relationship between the temporal changes and seismicity. According to the database it determines several typical indicators of variations in the geophysical fields, which take place only above the gas deposit. It is concluded that periods, when natural geophysical fields located above the gas deposit are unstable, are preceding the final phase of preparation of seismic events