Seismicity of the Western Sector of the Russian Arctic

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents the results of many years of research on the compilation of a consolidated, refined, unified earthquake catalog for the western sector of the Russian Arctic for the entire instrumental observation period, in particular for the period from 1908 to 2020. The catalog includes data on recent seismicity in areas previously unavailable for detailed seismic monitoring. Based on the results of the study, we were able to more accurately determine the spatial distribution of seismicity in the region and compare the instrumental data with parameters of lineament-domain-focal (LDF, or, alternatively, lineament-domain-source (LDS)) models of the General Seismic Zoning maps (GSZ, from Russian term abbreviated as OSR)—OSR-97 and OSR-2016. In the western sector of the Russian Arctic, the highest seismicity is observed in the continent-ocean transition zone, in the Belyi Island, Novaya Zemlya and Severnaya Zemlya archipelagos. The very shelf of the Barents and Kara Seas is characterized by rare and scattered seismicity. The configuration, the maximum possible magnitudes, and the depths of the seismogenic layers in the LDF models of OSR-97 and OSR-2016 maps are not always consistent with the instrumental data and need a correction. The consolidated refined earthquake catalog can be used as a basis for the further research aimed at seismic hazard assessment of the territory, construction of geodynamic models, and study of the stress-strain state of the Earth’s crust.

About the authors

. N. Morozov

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences; N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: morozovalexey@yandex.ru
123242 Russia, Moscow; 163000 Russia, Arkhangelsk

N. V. Vaganova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: morozovalexey@yandex.ru
163000 Russia, Arkhangelsk

V. E. Asming

Kola Branch, Geophysical Survey, Russian Academy of Sciences

Email: morozovalexey@yandex.ru
184209 Russia, Apatity

S. A. Peretokin

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: morozovalexey@yandex.ru
123242 Russia, Moscow

I. M. Aleshin

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: morozovalexey@yandex.ru
123242 Russia, Moscow

References

  1. Аветисов Г.П. Сейсмоактивные зоны Арктики. СПб: ВНИИОкеангеология. 1996. 186 с.
  2. Аветисов Г.П., Зинченко А.Г., Мусатов Е.Е., Пискарев А.Л. Сейсмическое районирование Арктического региона. Российская Арктика: геологическая история, минерагения, геоэкология. СПб.: ВНИИОГ. 2002. С. 162–175.
  3. Антоновская Г.Н., Ковалев С.М., Конечная Я.В., Смирнов В.Н., Данилов А.В. Новые сведения о сейсмичности Российской Арктики по данным пункта сейсмических наблюдений “Северная Земля” // Проблемы Арктики и Антарктики. 2018. Т. 64. № 2. С. 170–181.
  4. Ассиновская Б.А. Сейсмичность Баренцева моря. М: РАН. 1994. 128 с.
  5. Атлас: Геология и полезные ископаемые шельфов России. М.: Научный мир. 2004. 108 с.
  6. Ванек И., Затопек А., Карник В., Кондорская Н.В., Ризниченко Ю.В., Саваренский Е.Ф., … Шебалин Н.В. Стандартизация шкал магнитуд // Изв. АН СССР. Сер. Геофизическая. 1962. № 2. С. 108–111.
  7. Виноградов А.Н., Виноградов Ю.А., Кременецкая Е.О., Петров С.И. Формирование системы сейсмологического и инфразвукового мониторинга в западной Арктике в XX веке и перспективы ее дальнейшего развития // Вестник Кольского научного центра РАН. 2012. № 4. С. 140–156.
  8. Виноградов Ю.А., Пятунин М.С. Сейсмологический мониторинг на Северном Ямале. Первые результаты. Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных. Материалы XII Международной сейсмологической школы. А.А. Маловичко (ред.). Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН. 2017. С. 92–95.
  9. Геология и полезные ископаемые России. В шести томах. Т. 5. Арктические и дальневосточные моря. Кн. 1. Арктические моря / И.С. Грамберг, В.Л. Иванов, Ю.Е. Погребицкий (ред.). СПб.: ВСЕГЕИ. 2004. 468 с.
  10. Завьялов А.Д., Перетокин С.А. Сейсмическая опасность Арктики: состояние и проблемы. Сборник тезисов научно-практической конференции “Инженерная сейсморазведка и сейсмология – 2022”. 23–25 марта 2022 г. Москва, Россия. 2022. С. 17–20.
  11. Линден Н.А. О карте сейсмичности Арктики // Сейсмические и гляциологические исследования в период МГГ. М.: АН СССР. 1959. № 2. С. 7–17.
  12. Лукин Ю.Ф. Концептуальные подходы к определению внутренних границ и развитию Российской Арктики в изменяющемся мире // Арктика и Север. 2012. № 6. С. 1–16.
  13. Маловичко А.А., Габсатарова И.П., Чепкунас Л.С., Старовойт О.Е. Инструментальные и сейсмологические наблюдения на Восточно-Европейской платформе. Землетрясения и микросейсмич ность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы / Н.В. Шаров, А.А. Маловичко, Ю.К. Щукин (ред.). Кн. 1: Землетрясения. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. 2007. С. 14–66.
  14. Мишарина Л.А. Напряжения в земной коре в рифтовых зонах. М.: Наука. 1967. 133 с.
  15. Морозов А.Н., Ваганова Н.В. Годографы региональных волн P и S для районов спрединговых хребтов Евро-Арктического региона // Вулканология и сейсмология. 2017. №. 2. С. 59–67.
  16. Морозов А.Н., Ваганова Н.В., Асминг В.Э., Евтюгина З.А. Шкала ML для западной части Евразийской Арктики // Российский сейсмологический журнал. 2020. Т. 2. № 4. С. 63–68.
  17. Морозов А.Н., Ваганова Н.В., Михайлова Я.А., Старков И.В. Унификация магнитуд современных землетрясений Евразийской Арктики // Сейсмические приборы. 2022. Т. 58. № 1. С. 67–80.
  18. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975г. / Кондорская Н.В., Шебалин Н.В. (ред.). М.: Наука. 1977. 536 с.
  19. Панасенко Г.Д. Проблемы сейсмического районирования Западного сектора советской Арктики // Природа и хозяйство Севера. 1986. № 14. С. 4–6.
  20. Расчет магнитуды М (MLH, MS) [Электронный ресурс]. База данных “Землетрясения России”. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН. 2022. URL: http://eqru.gsras.ru/files/Calc-magnitude_S_2003-2020.pdf.
  21. Ризниченко Ю.В. (ред.). Сейсмическая сотрясаемость территории СССР. М.: Наука. 1979. 192 с.
  22. Старовойт О.Е. Инструментальные сейсмические наблюдения в России // Вестник Владикавказского НЦ РАН. 2005. Т. 5. № 1. С. 8–12.
  23. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений. Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ.
  24. Уломов В.И., Богданов М.И., Трифонов В.Г., Гусев А.А., Гусев Г.С., Акатова К.Н., Аптикаев Ф.Ф., Данилова Т.И., Кожурин А.И., Медведева Н.С., Никонов А.А., Перетокин С.А., Пустовитенко Б.Г., Стром А.Л. Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации. Пояснительная записка к комплекту карт ОСР-2016 и список населенных пунктов, расположенных в сейсмоактивных зонах // Инженерные изыскания. 2016. № 7. С. 49–121.
  25. Уломов В.И., Шумилина Л.С. Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации – ОСР-97. Масштаб 1 : 8 000 000. Объяснительная записка и список городов и населенных пунктов, расположенных в сейсмоопасных районах. М.: ОИФЗ. 1999. 57 с.
  26. Халтурин В., Раутиан Т., Ричардс П., Лейт У. Обзор советских ядерных испытаний на Новой Земле в 1955–1990 годах // Наука и всеобщая безопасность. 2005. Т. 13. № 1–2. С. 1–42.
  27. Alejandro A.C.B., Hutt C.R., Ringler A.T., Moore S.V., Anthony R.E., Wilson D.C. The Albuquerque Seismological Lab WWSSN film chip preservation project // Seismological Research Letters. 2019. V. 90. № 1. P. 401–408.
  28. Antonovskaya G., Morozov A., Vaganova N., Konechnaya Y. Seismic monitoring of the European Arctic and Adjoining Regions. The Arctic. Current Issues and Challenges. 2020. P. 303–368.
  29. Asming V., Prokudina A. System for automatic detection and location of seismic events for arbitrary seismic station configuration NSDL // European Seismological Commission. 2016. ESC. 2016. P. 373.
  30. Di Giacomo D., Bondár I., Storchak D.A., Engdahl E.R., Bormann P., Harris J. ISC-GEM: Global Instrumental Earthquake Catalogue (1900–2009), III. Re-computed MS and mb, proxy MW, final magnitude composition and completeness assessment // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2015. V. 239. P. 33–47.
  31. Fedorov A.V., Asming V.E., Jevtjugina Z.A., Prokudina A.V. Automated seismic monitoring system for the European Arctic // Seismic Instruments. 2019. V. 55. № 1. P. 17–23.
  32. GEOFON. URL: https://geofon.gfz-potsdam.de/ (дата обращения 12.05.2022 г.).
  33. Gutenberg B. Amplitudes of surface waves and magnitudes of shallow earthquakes // Bulletin of the Seismological Society of America. 1945. V. 35. № 1. P. 3–12.
  34. Gutenberg B. Richter C. Seismicity of the Earth and Associated Phenomena (2rid edition). Princeton, New Jersey: Princeton University Press. 1954. 310 p.
  35. International Seismological Centre. URL: http://www.isc.ac.uk/ (дата обращения 06.12.2022 г.).
  36. IRIS. Incorporated Research Institutions for Seismology. URL: https://www.iris.edu/hq/ (дата обращения 12.05.2022 г.).
  37. Kennett B.L.N. Seismological tables: ak135. Research School of Earth Sciences. Australian National University Canberra, Australia. 2005. P. 1–289.
  38. Kennett B. L. N., Engdahl E. R., Buland R. Constraints on seismic velocities in the Earth from traveltimes // Geophysical J. International. 1995. V. 122. № 1. P. 108–124.
  39. Kremenetskaya E., Asming V., Ringdal F. Seismic location calibration of the European Arctic // Pure Appl. Geophys. 2001. V. 158(1). P. 117–128.
  40. Lee W.H.K., Meyers H., Shimazaki K. Introduction to the Symposium on Histirocal Seismograms and Reathquakes. Historical seismograms and earthquakes of the world. San Diego CA: Academic Press. 1988. P. 3–15.
  41. Marshall P.D., Stewart R.C., Lilwall R.C. The seismic disturbance on 1986 August 1 near Novaya Zemlya: a source of concern? // Geophysical Journal International. 1989. V. 98. № 3. P. 565–573.
  42. Michelini A., De Simoni B., Amato A., Boschi E. Collecting, digitizing, and distributing historical seismological data // Eos, Transactions American Geophysical Union. 2005. V. 86. №. 28. P. 261–266.
  43. Morozov A.N., Asming V.E., Vaganova N.V., Konechnaya Y.V., Mikhaylova Y.A., Evtyugina Z.A. Seismicityof the Novaya Zemlya archipelago: relocated event catalog from 1974 to 2014 // J. Seismology. 2017. V. 21. № 6. P. 1439–1466. https://doi.org/10.1007/s10950-017-9676-y
  44. Morozov A.N., Vaganova N.V., Konechnaya Y.V. The October 14, 1908 MW 6.6 earthquake in the Barents and Kara sea region of the Arctic: Relocation based on instrumental data // Polar Science. 2019. V. 20. P. 160–166.
  45. Morozov A.N., Vaganova N.V., Konechnaya Y.V., Asming V.E., Dulentsova L.G., Evtyugina Z.A. Seismicity in the far Arctic areas: Severnaya Zemlya and the Taimyr Peninsula // J. Seismology. 2021. V. 25. P. 1171–1188.
  46. Morozov A.N., Vaganova N.V., Asming V.E., Konechnaya Y.V., Evtyugina Z.A. The instrumental seismicity of the Barents and Kara sea region: relocated event catalog from early twentieth century to 1989 // J. Seismology. 2018. V. 22. № 5. P. 1171–1209.
  47. Oldham R.D. On the propagation of earthquake motion to great distances // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical or Physical Character. 1900. V. 194. № 252–261. P. 135–174.
  48. ORFEUS. URL: https://orfeus-eu.org/ (дата обращения 12.05.2022 г.).
  49. Petrova N.V., Gabsatarova I.P. Depth corrections to surface-wave magnitudes for intermediate and deep earthquakes in the regions of North Eurasia // J. Seismology. 2020. V. 24. № 1. P. 203–219.
  50. Richter C.F. An instrumental earthquake scale // Bulletin of the Seismological Society of America. 1935. V. 25. P. 1–32.
  51. Ringdal F. Study of low-magnitude seismic events near the Novaya Zemlya nuclear test site // Bulletin of the Seismological Society of America. 1997. V. 87. № 6. P. 1563–1575.
  52. Ringdal F., Kværna T. A multi-channel processing approach to real time network detection, phase association, and threshold monitoring // Bulletin of the Seismological Society of America. 1989. V. 79(6). P. 1927–1940.
  53. Schweitzer J., Paulsen B., Antonovskaya G.N., Fedorov A.V., Konechnaya Y.V., Asming V.E., Pirli M. A 24-Yr-Long Seismic Bulletin for the European Arctic //Seismological Research Letters. 2021. V. 92. № 5. P. 2758–2767.
  54. Storchak D. A. Di Giacomo D., Engdahl E. R., Harris J., Bondár I., Lee W. H., … & Villaseñor A. The ISC-GEM global instrumental earthquake catalogue (1900–2009): Introduction // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2015. V. 239. P. 48–63.
  55. Tams E. Die seismischen Verhältnisse des europäischen Nordmeer, zentralblatt für Mineralogie, Geologie und Palaentologie, Jahrg // Number. 1922. V. 13. P. 385–397.
  56. Yang X., North R., Romney C., Richards P.G. Worldwide nuclear explosions // International geophysics series. 2003. V. 81. №. B. P. 1595–1600.

Supplementary files


Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».