Source Parameters of Strong Turkish Earthquakes on February 6, 2023 (Mw = 7.8 and Mw = 7.7) from Surface Wave Data

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Abstract

—Based on the amplitude spectra of surface waves, the source parameters of the strong Turkish earthquakes of February 6, 2023 (Mw = 7.8 and Mw = 7.7) were calculated in two approximations: an instantaneous point source and an elliptical shear dislocation. As a result, rupture planes were identified, data were obtained on the scalar seismic moment, moment magnitude, focal mechanism, and source depth of the considered seismic events, and the integral parameters characterizing the rupture geometry and its development in time were estimated. It is shown that the sources of the earthquakes under study were formed under the influence of the regional stress field and their focal mechanisms were left lateral faults with a strike direction close to the strike of the East Anatolian fault zone for the first event and close to the strike of the Sürgü-Çardak fault system for the second. For the first earthquake, our estimates of the rupture duration and its length (t = 52.5 s, L = 180 km) probably refer not to the entire rupture, but only to its main phase, confined to the northeastern segments of the East Anatolian fault and characterized by maximum displacements and values of the released seismic moment. The values of t = 30 s and L = 180 km that we obtained for the second earthquake fully characterize the entire rupture.

作者简介

A. Filippova

Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere, and Radio Wave Propagation, Russian Academy of Sciences; Institute of the Theory of Earthquake Prediction and Mathematical Geophysics, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: aleirk@mail.ru
Russia, Troitsk, 108840, Moscow; Russia, 117997, Moscow

A. Fomochkina

Institute of the Theory of Earthquake Prediction and Mathematical Geophysics, Russian Academy of Sciences; Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University)

Email: aleirk@mail.ru
Russia, 117997, Moscow; Russia, 119991, Moscow

参考

  1. База данных активных разломов Евразии. Масштаб: 1 : 1 000 000. ГИН РАН. 2018. http://neotec.ginras.ru/database.html
  2. Букчин Б.Г. Об определении параметров очага землетрясения по записям поверхностных волн в случае неточного задания характеристик среды // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1989. № 9. С. 34–41.
  3. Букчин Б.Г. Особенности излучения поверхностных волн мелкофокусным источником // Физика Земли. 2006. № 8. С. 88–93.
  4. Букчин Б.Г. Описание очага землетрясения в приближении вторых моментов и идентификация плоскости разлома // Физика Земли. 2017. № 2. С. 76–83. https://doi.org/10.7868/S0002333717020041
  5. Левшин А.Л., Яновская Т.Б., Ландер А.В., Букчин Б.Г., Бармин М.П., Ратникова Л.И., Итс Е.Н. Поверхностные сейсмические волны в горизонтально-неоднородной Земле. М.: Наука. 1986. 278 с.
  6. Середкина А.И., Козьмин Б.М. Очаговые параметры Таймырского землетрясения 9 июня 1990 г. // Докл. РАН. 2017. Т. 473. № 2. С. 214–217. https://doi.org/10.7868/S0869565217060202
  7. Фомочкина А.C., Филиппова А.И. Очаговые параметры Улахан-Чистайского землетрясения 20 января 2013 г. (Якутия) по данным поверхностных волн // Вопросы инженерной сейсмологии. 2023. Т. 50. № 3. С. 17–29. https://doi.org/10.21455/VIS2023.3-2
  8. Abdelmeguid M., Zhao C., Yalcinkaya E., Gazetas G., Elbanna A., Rosakis A. Revealing The dynamics of the Feb 6th 2023 M7.8 Kahramanmaraş/Pazarcik earthquake: near-field records and dynamic rupture modeling. Pre-print, EarthArXiv. 2023. https://arxiv.org/pdf/2305.01825.pdf Last accessed 17 May 2023.
  9. Albuquerque Seismological Laboratory/USGS. 2014. Global Seismograph Network (GSN - IRIS/USGS) [Data set]. International Federation of Digital Seismograph Networks. https://doi.org/10.7914/SN/IU
  10. Albuquerque Seismological Laboratory (ASL)/USGS. 1992. New China Digital Seismograph Network [Data set]. International Federation of Digital Seismograph Networks. https://doi.org/10.7914/SN/IC
  11. Acarel D., Cambaz M.D., Turhan F., Mutlu A.K., Polat R. Seismotectonics of Malatya fault, Eastern Turkey // Open Geosciences. 2019. V. 11. № 1. P. 1098–1111. https://doi.org/10.1515/geo-2019-0085
  12. Balkaya M., Ozden S., Akyüz H.S. Morphometric and morphotectonic characteristics of Sürgü and Çardak Faults (East Anatolian Fault Zone) // J. Advanced Research in Natural and Applied Sciences. 2021. V. 7. № 3. P. 375–392. https://doi.org/10.28979/jarnas.939075
  13. Barbot S., Luo H., Wang T., Hamiel Y., Piatibratova O., Javed M.T., Braitenberg C., Gurbuz G. Slip distribution of the February 6, 2023 Mw 7.8 and Mw 7.6, Kahramanmaraş, Turkey earthquake sequence in the East Anatolian fault zone // Seismica. 2023. V. 2. № 3. https://doi.org/10.26443/seismica.v2i3.502
  14. Bird P. An updated digital model of plate boundaries // Geochem. Geophys. Geosyst. 2003. V. 4. № 3. 1027. https://doi.org/10.1029/2001GC000252
  15. Bukchin B. Determination of stress glut moments of total degree 2 from teleseismic surface wave amplitude spectra // Tectonophysics. 1995. V. 248. P. 185–191. https://doi.org/10.1016/0040-1951(94)00271-A
  16. Bukchin B., Clévédé E., Mostinskiy A. Uncertainty of moment tensor determination from surface wave analysis for shallow earthquakes // J. Seismol. 2010. V. 14. P. 601–614. https://doi.org/10.1007/s10950-009-9185-8
  17. Bukchin B.G., Fomochkina A.S., Kossobokov V.G., Nekrasova A.K. Characterizing the foreshock, main shock, and aftershock sequences of the recent major earthquakes in Southern Alaska, 2016–2018 // Frontiers in Earth Science. 2020. V. 8. 584659. https://doi.org/10.3389/feart.2020.584659
  18. Bulut F., Bohnhoff M., Eken T., Janssen C., Kiliç T., Dresen G. The East Anatolian fault zone: seismotectonic setting and spatiotemporal characteristics of seismicity based on precise earthquake locations // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. B07304. https://doi.org/10.1029/2011JB008966
  19. Chen W., Rao G., Kang D., Wan Z., Wang D. Early report of the source characteristics, ground motions, and casualty estimates of the 2023 Mw 7.8 and 7.5 Turkey earthquakes // J. Earth Sci. 2023. V. 34. P. 297–303. https://doi.org/10.1007/s12583-023-1316-6
  20. Clévédé E., Bukchin B., Favreau P., Mostinskiy,A., Aoudia A., Panza G.F. Long-period spectral features of the Sumatra-Andaman 2004 earthquake rupture process // Geophys. J. Int. 2012. V. 191. P. 1215–1225. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2012.05482.x
  21. Clévédé E., Bouin M.-P., Bukchin B., Mostinskiy A., Patau G. New constraints on the rupture process of the 1999 August 17 Izmit earthquake deduced from estimates of stress glut rate moments // Geophys. J. Int. 2004. V. 159. P. 931–942. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02304.x
  22. Dal Zilio L., Ampuero J.P. Earthquake doublet in Turkey and Syria // Commun. Earth Environ. 2023. V. 4. 71. https://doi.org/10.1038/s43247-023-00747-z
  23. Delouis B., van den Ende M., Ampuero J.-P. Kinematic rupture model of the February 6th 2023 Mw 7.8 Turkey earthquake from a large set of near-source strong motion records combined by GNSS offsets reveals intermittent supershear rupture. Pre-print. 2023. https://doi.org/10.22541/essoar.168286647.71550161/v1
  24. Dziewonski A.M., Anderson D.L. Preliminary Reference Earth Model // Phys. Earth Planet. Inter. 1981. V. 25. № 4. P. 297–356. https://doi.org/10.1016/0031-9201(81)90046-7
  25. Dziewonski A.M., Woodhouse J.H. An experiment in systematic study of global seismicity: Centroid-moment-tensor solutions for 201 moderate and large earthquakes of 1981 // J. Geophys. Res. 1983. V. 88. P. 3247–3271. https://doi.org/10.1029/JB088iB04p03247
  26. EMSC/CSEM. European-Mediterranean Seismological Centre. Available from https://www.emsc-csem.org/Earthquake/. Last accessed 17 May 2023.
  27. Erdik M., Tümsa M.B.D., Pınar A., Altunel E., Zülfikar A.C. A preliminary report on the February 6, 2023 earthquakes in Türkiye. 2023. Available from http://doi.org/. Last accessed 12 May 2023.https://doi.org/10.32858/temblor.297
  28. ETOPO 2022: 15 Arc-Second Global Relief Model. https://doi.org/10.25921/fd45-gt74. Available from https:// www.ncei.noaa.gov/products/etopo-global-relief-model Last accessed 15 May 2023.
  29. Filippova A.I., Bukchin B.G., Fomochkina A.S., Melnikova V.I., Radziminovich Ya.B., Gileva N.A. Source process of the September 21, 2020 Mw 5.6 Bystraya earthquake at the south-eastern segment of the Main Sayan fault (Eastern Siberia, Russia) // Tectonophysics. 2022. V. 822. 229162. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2021.229162
  30. Global CMT Web Page, 2023. On-line Catalog. Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO) of Columbia University, Columbia, SC, USA. Available from http://www.globalcmt.org Last accessed 15 May 2023.
  31. Gómez J.M., Bukchin B., Madariaga R., Rogozhin E.A., Bogachkin B.M. Rupture process of the 19 August 1992 Susamyr, Kyrgyzstan, earthquake // J. Seismol. 1997. V. 1. P. 219–235. https://doi.org/10.1023/A:1009780226399
  32. Güvercin S.E., Karabulut H., Konca A.Ö., Doğan U., Ergintav S. Active seismotectonics of the East Anatolian Fault // Geophys. J. Int. 2022. V. 230. P. 50–69. https://doi.org/10.1093/gji/ggac045
  33. Hanks T., Kanamori H. A moment magnitude scale // J. Geophys. Res. 1979. V. 84. B5. P. 2348–2350.
  34. Hayes G.P., Rivera L., Kanamori H. Source inversion of the W-phase: real-time implementation and extension to low magnitudes // Seism. Res. Lett. 2009. V. 80. № 5. P. 817–822. https://doi.org/10.1785/gssrl.80.5.817
  35. Heidbach O., Rajabi M., Cui X., Fuchs K., Müller B., Reinecker J., Reiter K., Tingay M., Wenzel F., Xie F., Ziegler M.O., Zoback M.-L., Zoback M. The World Stress Map database release 2016: Crustal stress pattern across scales // Tectonophysics. 2018. V. 744. P. 484–498. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2018.07.007
  36. International Seismological Centre, 2023. On-line Bulletin. Internatl. Seis. Cent., Thatcham, United Kingdom. Available from http://www.isc.ac.uk. Last accessed 15 May 2023.
  37. Ji C., Wald D.J., Helmberger D.V. Source description of the 1999 Hector Mine, California, earthquake, part I: Wavelet domain inversion theory and resolution analysis // Bull. Seismol. Soc. Am. 2002. V. 92. P. 1192–1207. https://doi.org/10.1785/0120000916
  38. Jiang X.Y., Song X.D., Li T., Wu K.X. Moment magnitudes of two large Turkish earthquakes on February 6, 2023 from long-period coda // Earthq. Sci. 2023. V. 36. № 2. P. 169–174. https://doi.org/10.1016/j.eqs.2023.02.008
  39. Kagan Y.Y. Simplified algorithms for calculating double-couple rotation // Geophys. J. Int. 2007. V. 171. № 1. P. 411–418. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2007.03538.x
  40. Kanamori H., Rivera L. Source inversion of W-phase: speeding up seismic tsunami warning // Geophys. J. Int. 2008. V. 175. № 1. P. 222–238. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2008.03887.x
  41. Karabacak V., Özkaymak Ç., Sözbilir H., Tatar O., Aktuğ B., Özdağ Ö.C., Çakir R., Aksoy E., Koçbulut F., Softa M., Akgün A., Demir A., Arslan G. The 2023 Pazarcik (Kahramanmaraş, Türkiye) earthquake (Mw 7.7): implications for surface rupture dynamics along the East Anatolian Fault Zone // J. Geolog. Soc. 2023. V. 180. jgs2023-020. https://doi.org/10.1144/jgs2023-020
  42. Karabulut H., Güvercin S.E., Hollingsworth J., Konca A.Ö. Long silence on the East Anatolian Fault Zone (Southern Turkey) ends with devastating double earthquakes (6 February 2023) over a seismic gap: implications for the seismic potential in the Eastern Mediterranean region // J. Geolog. Soc. 2023. V. 180. jgs2023-021. https://doi.org/10.1144/jgs2023-021
  43. Kusky T.M., Bozkurt E., Meng J., Wang L. Twin Earthquakes Devastate southeast Türkiye and Syria: first report from the epicenters // J. Earth Sci. 2023. V. 34. № 2. P. 291–296. https://doi.org/10.1007/s12583-023-1317-5
  44. Lasserre C., Bukchin B., Bernard P., Tapponier P., Gaudemer Y., Mostinsky A., Dailu R. Source parameters and tectonic origin of the 1996 June 1 Tianzhu (Mw = 5.2) and 1995 July 21 Yongen (Mw = 5.6) earthquakes near the Haiyuan fault (Gansu, China) // Geophys. J. Int. 2001. V. 144. № 1. P. 206–220. https://doi.org/10.1046/j.1365-246x.2001.00313.x
  45. Mai P.M., Aspiotis T., Aquib T.A., Cano E.V., Castro-Cruz D., Espindola-Carmona A., Li B., Li X., Liu J., Matrau R. et al. The destructive earthquake doublet of 6 February 2023 in south-central Türkiye and northwestern Syria: initial observations and analyses // The Seismic Record. V. 3. № 2. P. 105–115. https://doi.org/10.1785/0320230007
  46. McKenzie D.P. Active tectonics of the Mediterranean region // Geophys. J. R. Astron. Soc. 1972. V. 30. P. 109–185. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1972.tb02351.x
  47. Melgar D., Taymaz T., Ganas A., Crowell B.W., Öcalan T., Kahraman M., Tsironi V., Yolsal-Çevikbilen S., Valkaniotis S., Irmak T.S. et al. Sub- and super-shear ruptures during the 2023 Mw 7.8 and Mw 7.6 earthquake doublet in SE Türkiye // Seismica. 2023. V. 2. № 3. https://doi.org/10.26443/seismica.v2i3.387
  48. Nataf H.-C., Ricard Y. 3SMAC: on a priori tomographic model of the upper mantle based on geophysical modeling // Phys. Earth Planet. Inter. 1996. V. 95. № 1–2. P. 101–122. https://doi.org/10.1016/0031-9201(95)03105-7
  49. National Earthquake Information Center. 2023. On-line Catalog. US Geological Survey, USA Available from https://earthquake.usgs.gov Last accessed 15 May 2023.
  50. Okuwaki R., Yagi Y., Taymaz T., Hicks S.P. Multi-scale rupture growth with alternating directions in a complex fault network during the 2023 south-eastern Türkiye and Syria earthquake doublet. Pre-print, EarthArXiv. 2023. Last accessed 17 May 2023.https://doi.org/10.31223/X5RD4W
  51. Rosakis A.J., Abdelmeguid M., Elbanna A. Evidence of early supershear transition in the Feb 6th 2023 Mw 7.8 Kahramanmaraş Turkey earthquake from near-field records. Pre-print, EarthArXiv. 2023. https://doi.org/10.31223/X5W95G
  52. Scripps Institution of Oceanography. 1986. Global Seismograph Network - IRIS/IDA [Data set]. International Federation of Digital Seismograph Networks. https://doi.org/10.7914/SN/II
  53. Şengör A.M.C., Yilmaz Y. Tethyan evolution of Turkey: a plate tectonic approach // Tectonophysics. 1981. V. 75. P. 181–241. https://doi.org/10.1016/0040-1951(81)90275-4
  54. Seredkina A., Melnikova V., Radziminovich Ya., Gileva N. Seismicity of the Erguna region (Northeastern China): evidence for local stress redistribution // Bull. Seism. Soc. Am. 2020. V. 110. P. 803–815. https://doi.org/10.1785/0120190182
  55. Sesetyan K., Stucchi M., Castelli V., Gomez Caper A.A. Kahramanmaraş − Gaziantep Türkiye M7.7 earthquake, 6 February 2023 (04:17 GMT + 03:00). Large historical earthquakes of the earthquake-affected region: a preliminary report. 16.02.2023 (V1). 2023. Available from https://eqe. boun.edu.tr/sites/eqe.boun.edu.tr/files/kahramanmaras-gaziantep_earthquake_06-02-2023_large_hist_eqs_v1.pdf Last accessed 17 May 2023.
  56. Sipkin S. Estimation of earthquake source parameters by the inversion of waveform data: synthetic waveforms // Phys. Earth Planet. Inter. 1982. V. 30. № 2–3. P. 242–259. https://doi.org/10.1016/0031-9201(82)90111-X
  57. Stein R.S., Toda S., Özbakir A.D., Sevilgen V., Gonzalez-Huizar H., Lotto G., Sevilgen S. Interactions, stress changes, mysteries, and partial forecasts of the 2023 Kahramanmaraş, Türkiye, earthquakes. Temblor, 2023. https://doi.org/10.32858/temblor.299
  58. Yilmaz H., Over S., Ozden S. Kinematics of the East Anatolian Fault Zone between Turkoglu (Kahramanmaras) and Celikhan (Adiyaman), eastern Turkey // Earth Planet. Sp. 2006. V. 58. P. 1463–1473. https://doi.org/10.1186/BF03352645
  59. Zahradnik J., Turhan F., Sokos E., Gallovič F. Asperity-like (segmented) structure of the 6 February 2023 Turkish earthquakes. Pre-print, EarthArXiv. 2023. https://doi.org/10.31223/X5T666
  60. Zelenin E.A, Bachmanov D.M., Garipova S.T., Trifonov V.G., Kozhurin A.I. The Active Faults of Eurasia Database (AFEAD): the ontology and design behind the continental-scale dataset // Earth System Science Data. 2022. V. 14. № 10. P. 4489–4503. https://doi.org/10.5194/essd-14-4489-2022

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2.

下载 (4MB)
索引源数据
3.

下载 (2MB)
索引源数据
4.

下载 (326KB)
索引源数据
5.

下载 (396KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2023

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».