Estimation of Frequencies and Splitting of 2S1 and 3S1 Modes from the IGETS Superconducting Gravimeter Network Data after the 2013 Sea of Okhotsk Earthquake

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

For the first time, the 2S1 and 3S1 modes of the Earth’s free oscillations following the largest deep-focus earthquake in the Sea of Okhotsk on May 24, 2013, have been analyzed using the maximum likelihood method. Data from 14 superconducting gravimeters of the IGETS network deployed in the central part of Europe were used for the analysis. Estimates of the time of mode excitation after the earthquake origin time, degenerate frequencies, and mode splitting parameters are obtained.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. P. Vinogradov

Sternberg Astronomical Institute, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: vinogradovmp@my.msu.ru
Russian Federation, Moscow

V. K. Milyukov

Sternberg Astronomical Institute, Moscow State University

Email: vinogradovmp@my.msu.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Абубакиров И.Р., Павлов В.М., Титков Н.Н. Механизм глубокого Охотоморского землетрясения 24.05.2013 по статическим смещениям и широкополосным сейсмограммам // Вулканология и сейсмология. 2015. № 4. doi: 10.7868/s0203030615040021
  2. Виноградов М.П., Милюков В.К., Миронов А.П., Мясников А.В. Асимптотически оптимальный алгоритм для поиска и оценки моды Шлихтера по долговременным деформационным данным // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика, астрономия. 2019. № 2. С. 89–94.
  3. Кузин И.П., Лобковский Л.И., Дозорова К.А. О возможной природе аномальных эффектов, наблюдавшихся при Охотском землетрясении 24 мая 2013 г. // Вулканология и сейсмология. № 1. 2017. С. 75–88. doi: 10.7868/S0203030617010047
  4. Кузин И.П., Лобковский Л.И., Дозорова К.А. Особенности собственных колебаний земли при глубокофокусном охотском землетрясении 24.05.2013 г. // Докл. РАН. 2019. Т. 488. № 6. С. 651–654. doi: 10.31857/S0869-56524886651-654
  5. Милюков В.К., Виноградов М.П., Миронов А.П., Мясников А.В. Собственные колебания земли, возбужденные глубокофокусным землетрясением 2013 г. в Охотском море // Геофизические процессы и биосфера. 2018. T. 17. № 4. С. 127–140. doi: 10.21455/GPB2018.4-7
  6. Милюков В.К., Виноградов М.П., Миронов А.П., Мясников А.В. Обнаружение и оценка моды Шлихтера по долговременным деформографическим наблюдениям // Геофизические процессы и биосфера. 2020. Т. 19. № 4. С. 143–152. doi: 10.21455/GPB2020.4-10
  7. Милюков В.К., Виноградов М.П., Миронов А.П., Мясников А.В. Обнаружение и оценка моды Шлихтера по наблюдениям землетрясения в Чили 27.02.2010 г. на лазерном интерферометре-деформографе // Физика Земли. 2020. № 6. С. 11–23.
  8. Молоденский С.М., Молоденская М.С. Затухание собственных сфероидальных колебаний земли после Суматринского землетрясения (m = 9) и сверхглубокофокусного землетрясения в Охотском море. 1. Диапазоны возможных значений параметров добротности основных тонов и обертонов собственных сфероидальных колебаний // Физика Земли. 2015. № 6. С. 24.
  9. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации. М.: Радио и связь. 1992. 304 с.
  10. Чеброва А.Ю., Абубакиров И.Р., Гусев А.А., Дрознина С.Я., Ландер А.В., Митюшкина С.В., Павлов В.М., Салтыков В.А., Титков Н.Н., Чебров Д.В. Охотоморское-III землетрясение 24 мая 2013 г. с Mwрег = 8.3, I0 = 6 (Охотское море). Землетрясения Северной Евразии. Вып. 22. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН. 2019. C. 377–396. doi: 10.35540/1818-6254.2019.22.34
  11. Boy J.-P. Superconducting Gravimeter Data – Level 3. GFZ Data Services. 2016. doi: 10.5880/igets.l3.001
  12. Dahlen F., Sailor R.V. Rotational and elliptical splitting of the free oscillations of the Earth // Geophys. J. R. Astr. Soc. 1979. V. 58. P. 609–623.
  13. Dahlen F., Tromp J. Theoretical Global Seismology. Princeton University Press. 1998. 1026 p.
  14. Deuss A., Ritsema J, van Heijst H. Splitting function measurements for Earth’s longest period normal modes using recent large earthquakes // Geophys. Res. Lett. 2011. V. 38. P. L04303. doi: 10.1029/2010GL046115
  15. Ding H., Shen W.-B. Search for the Slichter modes based on a new method: Optimal sequence estimation // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2013. V. 118. P. 5018–5029. http://doi.org/10.1002/jgrb.50344
  16. Ekström G., Nettles M., Dziewoński A.M. The global CMT project 2004–2010: Centroid-moment tensors for 13.017 earthquakes // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2012. V. 200–201. P. 1–9.
  17. Goldberg D.E., Koch P., Melgar D., Riquelme S., Yeck W.L. Beyond the teleseism: Introducing regional seismic and geodetic data into routine USGS finite fault modeling // Seismol. Res. Lett. 2022. V. 93(6). P. 3308–3323. doi: 10.1785/0220220047
  18. Majstorović J., Rosat S., Lambotte S., Rogister Y. Testing performances of the optimal sequence estimation and autoregressive method in the frequency domain for estimating eigenfrequencies and zonal structure coefficients of low-frequency normal modes // Geophysical Journal International. 2019. V. 216. № 2. P. 1157–1176. doi: 10.1093/gji/ggy483
  19. Milyukov V.K., Vinogradov M.P. Assessment of the 2S1 Mode Triplet Based on IGETS Data After 2010 Chile Earthquake // Pure Appl. Geophys. 2023. V. 180. P. 735–746. doi: 10.1007/s00024-022-03158-x
  20. Rosat S., Hinderer J., Rivera L. First observation of 2S1 and study of the splitting of the football mode 0S2 after the June 2001 Peru earthquake of magnitude 8.4 // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30 (21). P. 211. doi: 10.1029/2003GL018304
  21. Rosat S., Rogister Y., Crossley D., Hinderer J. A search for the Slichter Triplet with Superconducting Gravimeters: Impact of the Density Jump at the Inner Core Boundary // J. of Geodyn. 2006. V. 41. P. 296–306.
  22. Roult G., Roch J., Clévédé E. Observation of split modes from the 26th December 2004 Sumatra-Andaman mega-event // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2010. V. 179(1-2). P. 45–59. doi: 10.1016/j.pepi.2010.01.001
  23. Wei S., Helmberger D., Zhan Z., Graves R. Rupture complexity of the Mw 8.3 sea of okhotsk earthquake: Rapid triggering of complementary earthquakes? // Geophys. Res. Lett. 2013. V. 40. P. 5034–5039. doi: 10.1002/grl.50977
  24. Wu B., Shen W.-B. A case study of detecting the triplet of 3S1 using superconducting gravimeter records with an alternative data preprocessing technique // Annals of Geophysics. 2011. V. 56. doi: 10.4401/ag-4944

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Location of the IGETS stations whose data were used for mode estimation.

Download (330KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of the eigenfunctions of the 2S1 and 3S1 modes on the distance from the Earth's center.

Download (184KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Theoretical values of the 2S1 (left) and 3S1 (right) mode amplitude for the Central European stations of the IGETS network after the 2013 Okhotomorsk earthquake.

Download (396KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Power spectral density from 14 gravimeters after the Okhotomorsk earthquake: (a) - mode 2S1; (b) - mode 3S1. The dotted line shows the theoretical values of singlet calculated from the parameters in Table 1.

Download (633KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Scheme of the algorithm for optimal estimation of mode parameters based on MMP: - gravimetric signal; SF - matched filter; MAX - maximum value selection.

Download (141KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Weighted average sufficient statistics for Central European stations of IGETS network after the Okhotomorsk earthquake: (a) - for mode 2S1; (b) - for mode 3S1. Absolute maxima of statistics are marked with "+" sign.

Download (953KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Fréchet kernels for the 2S1 (a) and 3S1 (b) modes.

Download (390KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 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».