Regional Features of Seismic Wave Attenuation in the North Caucasus

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

New generalized data on the attenuation of seismic waves in the lithosphere of the North Caucasus were obtained using the frequency-dependent quality factor of the medium Qs(f). Knowledge of the heterogeneities of the quality factor distribution as a characteristic of the environment in the region is necessary when carrying out seismic zoning work of varying degrees of detail. The information base for the study comprised digital records of 53 seismic stations of 800 local earthquakes with moderate magnitudes (1.8 ≤ M ≤ 5.5), evenly distributed throughout the North Caucasus. The study used the coda-wave envelope method in the single scattering model (CodaQ). For the territory of the North Caucasus and for seven individual zones, average analytical expressions of the frequency-dependent quality factor of the medium Qs(f) were calculated and maps of the distribution of quality values at frequencies of 1 and 4 Hz were compiled. It was revealed that the zones with the lowest quality factor correspond to tectonically heterogeneous regions characterized by the presence of strong fragmentation in the crust and an increased level of fluid saturation. The zones of the highest quality factor correspond to zones of lithospheric extension, where earthquakes with normal-fault focal mechanisms predominate.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Zvereva

Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: zvereva.as59@gmail.com
俄罗斯联邦, Obninsk, 249035

I. Gabsatarova

Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences

Email: zvereva.as59@gmail.com
俄罗斯联邦, Obninsk, 249035

D. Likhodeev

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

Email: zvereva.as59@gmail.com
俄罗斯联邦, Moscow, 123242

参考

  1. Аптикаева О.И., Арефьев С.С., Кветинский С.И., Копничев Ю.Ф., Мишаткин В.И. Неоднородности литосферы в очаговой зоне Рачинского землетрясения 1991 г. // Докл. АН СССР. 1995. Т. 344. № 4. С. 533–538.
  2. Аптикаева О.И. Поле поглощения поперечных волн в окрестностях очага Дагестанского 1970 г. землетрясения по короткопериодной коде // Труды института геологии Дагестанского научного центра РАН. 2020. № 2 (81). С. 48–56.
  3. База данных “Землетрясения России” [сайт]. [Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2023]. URL: http://eqru.gsras.ru/
  4. Белявский В.В. Геоэлектрическая модель центральной части Северного Кавказа и его флюидонасыщение // Физика Земли. 2023. № 4. С. 75–95.
  5. Габсатарова И.П., Зверева А.С. Сейсмический мониторинг Северного Кавказа в первую четверть XXI века. Современные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северного Кавказа. Т. XIII. М.: ИИЕТ РАН. 2023. С. 257–264.
  6. Добрынина А.А., Предеин П.А., Саньков В.А., Тубанов Ц.А., Санжиева Д.П.-Д., Горбунова Е.А. Пространственные вариации затухания сейсмических волн в Южнобайкальской впадине и прилегающих областях (Байкальский рифт) // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10. № 1. С. 147–166.
  7. Етирмишли Г.Д., Кязымова С.Э., Исмаилова С.С., Гаравелиев Э.С. Закатальское-III землетрясения 7 мая 2012 г. в 04h 40m с MLАзр = 5.6, I0 = 7 и Закатальское-IV в 14h15m с MLАзр = 5.7, I0 = 7 (Азербайджан). Землетрясения Северной Евразии. Вып. 21 (2012 г.). Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН. 2018. С. 332–344.
  8. Зверева А.С., Собисевич А.Л., Габсатарова И.П. Добротность геофизической среды восточной зоны Северного Кавказа // Физика Земли. 2024. № 1. С. 140–156.
  9. Казьмин В.Г., Лобковский Л.И., Пустовитенко Б.Г. Современная кинематика микроплит в Черноморско-Южно-Каспийском регионе // Океанология. 2004. Т. 44. № 4. С. 600–610.
  10. Кирсанов В.И., Павленко О.В. Оценки добротности коры и верхней мантии Северо-Восточного Кавказа по записям сейсмостанции “Махачкала” // Вопросы инженерной сейсмологии. Т. 46. № 2. 2019. С. 60–73.
  11. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Кольцевые структуры сейсмичности в районах Центрального Тянь-Шаня и Джунгарии: возможная подготовка сильных землетрясений // Вулканология и сейсмология. 2014. № 3. С. 65–73.
  12. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения S-волн в литосфере Кавказа и их связь с сейсмичностью // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18. № 3. С. 67–76. https://doi.org/10.21455/GPB2019.3-4
  13. Лиходеев Д.В. Программа построения комплексных карт геолого-геофизических параметров. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2019665442, 22.11.2019. Заявка № 2019664326 от 12.11.2019.
  14. Маловичко А.А., Габсатарова И.П., Лиходеев Д.В., Заклюковская А.С., Преснов Д.А. Развитие системы разномасштабного сейсмического мониторинга в районе вулкана Эльбрус // Сейсмические приборы. 2014. Т. 50. № 4. С. 47–57.
  15. Масуренков Ю.П., Собисевич А.Л., Комкова Л.А., Лаверова Н.И. Флюидно-магматические системы Северного Кавказа. М.: Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 2010. 280 с.
  16. Милановский Е.Е. Новейшая тектоника Кавказа. М.: Недра. 1968. 483 с.
  17. Милюков В.К., Миронов А.П., Овсюченко А.Н., Горбатиков А. В., Стеблов Г.М., Корженков А. М., Дробышев В.Н., Хубаев Х.М., Агибалов А.О., Сенцов А.А., Dogan U., Ergintav S. Современные тектонические движения Западного Кавказа и Предкавказья по ГНСС-наблюдениям // Геотектоника. 2022. № 1. С. 51–67.
  18. Павленко В.А., Павленко О.В. Поглощение сейсмических волн в коре и верхней мантии в окрестностях сейсмостанции “Кисловодск” // Физика Земли. № 4. 2016. С. 24–34.
  19. Павленко О.В. Оценки добротности коры и верхней мантии в окрестностях Сочи и Анапы (Северный Кавказ) // Физика Земли. 2016. № 3. С. 19–30.
  20. Павленко О.В. Характеристики поглощения сейсмических волн в восточной части Северного Кавказа, оцененные по записям сейсмостанции “Махачкала” // Физика Земли. 2020. № 5. С. 36–45. doi: 10.31857/S0002333720050075
  21. Павленкова Г.А. Строение земной коры Кавказа по профилям ГСЗ Степное–Бакуриани и Волгоград–Нахичивань (результаты переинтерпретации первичных данных) // Физика Земли. 2012. № 5. С. 16–25.
  22. Раутиан Т.Г., Халтурин В.И., Закиров М.С, Земцова А.Г., Проскурин А.П., Пустовитенко Б.Г., Пустовитенко А.Н., Синельникова Л.Г., Филина А.Г.1, Шенгелия И.С. Экспериментальные исследования сейсмической коды. М.: Наука. 1981. 143 с. EDN: TQPOBT.
  23. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Лутиков А.И., Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Горбатиков А.В. Эндогенные опасности Большого Кавказа. М.: ИФЗ РАН. 2014. 256 с.
  24. Рогожин Е.А., Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Харазова Ю.В., Сысолин А.И., Андреева Н.В., Погребченко В.В., Червинчук С.Ю., Цзе Ч., Цзяо Лю., Овсюченко А.Н., Ларьков А.С. Глубинное строение Северо-Западного окончания Кавказа по новым геолого-геофизическим данным // Физика Земли. 2020. № 6. С. 48–65.
  25. СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП 11-7 – 81. М.: Стандартинформ. 2018. 122 с.
  26. Трифонов В.Г., Соболева О.В., Трифонов Р.В., Востриков Г.А. Современная геодинамика Альпийско-Гималайского коллизионного пояса. М.: ГЕОС. 2002. 225 с.
  27. Хаин В.Е. Кавказ. Тектоническая карта. М: 1:5 500 000. Большая Советская Энциклопедия. 1973. Т. 11. С. 112–114. Khain V.E. (1973). [Caucasus. Tectonic map. – M: 1:5 500 000].
  28. Харазова Ю.В., Павленко О.В., Дудинский К.А. Связь характеристик распространения сейсмических волн на Западном Кавказе с геолого-тектоническими особенностями региона // Физика Земли. Т. 3. 2016. С. 68–81.
  29. Aki K., Chouet B. Origin of coda waves: source, attenuation, and scattering effects // J. Geophys Res. 1975. V. 80. № 23 P. 3322–3342. https://doi.org/10.1029/JB080i023p03322
  30. Dasović I., Herak M., Herak D. Coda-Q and its lapse time dependence analysis in the interaction zone of the Dinarides, the Alps and the Pannonian Basin // Phys. Chem. Earth. 2013. V. 63. P. 47–54. doi: 10.1016/j.pce.2013.03.001
  31. Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences (GSRAS). 1989. Seismic network of the European part of the Russian Federation [Data set]. International Federation of Digital Seismograph Networks. https://doi.org/10.7914/040r-yt67
  32. Giampiccolo E., Tiziana T. Regionalization and dependence of coda Q on frequency and lapse time in the seismically active Peloritani region (northeastern Sicily, Italy) // J. Seismol. 2018. V. 22. P. 1059–1074. doi: 10.1007/s10950-018-9750-0
  33. Havskov J., Voss P.H., Ottemöller L. Seismological observatory software: 30 Yr of SEISAN // Seismological Research Letters. 2020. V. 91(3). P. 1846–1852. doi: 10.1785/0220190313
  34. Koulakov I., Zabelina I., Amanatashvili I., Meskhia V. Nature of orogenesis and volcanism in the Caucasus region based on results of regional tomographyю Solid Earth. 2012. V. 3. P. 327–337. https://doi.org/10.5194/se-3-327-2012
  35. Ilia State University – Seismic Monitoring Centre of Georgia. 1988. National Seismic Network of Georgia [Data set]. International Federation of Digital Seismograph Networks. URL: http://www.ies.iliauni.edu.ge/
  36. Pulli J.J. Attenuation of coda waves in New England // Bulletin of the seismological society of America. 1984. V. 74(4). P. 1149–1166. https://doi.org/10.1785/BSSA0740041149
  37. Reilinger R.E., McClusky S.C., Souter B.J., Hamburger M.W., Prilepin M.T., Mishin A., Guseva T., Balassanian S. Preliminary estimates of plate convergence in the Caucasus collision zone from global positioning system measurements // Geophysical Research Letters. 1997. V. 24. P. 1815–1818. https://doi.org/10.1029/97GL01672
  38. Weatherall P.K. et al. // Earth Space Sci. 2015. V. 2. № 8. P. 331. doi: 10.1002/2015EA000107
  39. Zvereva A.S., Havskov J., Gabsatarova I.P. Regional variation of coda Q in Northwest Caucasus // J. Seismol. 2023. V. 27. P. 363–384. https://doi.org/10.1007/s10950-023-10154-8

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. (a) - Main tectonic structures [Rogozhin et al., 2014]: SP - Stavropol uplift, LMZ - Labino-Malkinsky zone, DC - Dagestan wedge, TCP - Tersko-Caspian trough, RV - Rion depression, NWC - North-West Caucasus, SSZ - southern slope zone. Grey lines show active tectonic faults [Trifonov et al., 2002]; stars - epicentres of the strongest earthquakes for the instrumental period of observations: 21.10.1905 Teberda with M = 6.4; 16.07.1963 Chkhalta with M = 6.4; 14.05.1970 Dagestan with M = 6.7; 28.07.1976 Chernogorsk with M = 6.1; 07.12.1988 Spitak with M = 7.0; 29.04.1991 Rachinsk with M = 6.9; 07.05.2012. Zakatala with M = 5.6; 26.03.2013. Dombayskoye-I with M = 4.4; 28.03.2013. Dombayskoye-II with M = 4.6. Triangles - location of Elbrus and Kazbek volcanoes; (b) - modern tectonic setting of the Caucasus region according to [Kazmin et al., 2004]: 1 - Alpine fold belt; 2 - oceanic or thin continental crust in the relict backarc basins of the Black Sea and South Caspian; 3 - main thrust fronts; 4 - direction of motion relative to Eurasia.

下载 (1MB)
索引源数据
3. Fig. 2. Map of seismic stations and epicentres of earthquakes used in this work.

下载 (996KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Map of distribution of mean Qc points in the North Caucasus.

下载 (1MB)
索引源数据
5. Fig. 4. Value of the goodness of fit Qc at β = 1.0 (a) and attenuation coefficient Δ (b) at centre frequencies 1-8 Hz. The grey lines are values for individual seismic stations; the black thick line is the mean value with standard deviation (black dashed lines).

下载 (412KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Map of distribution of midpoints and zones of Qc zoning. Zone boundaries: 1 - Western Caucasus (WC), 2 - Greater Caucasus 1 (BC1), 3 - Greater Caucasus 2 (BC2), 4 - Labino-Malka Zone (LMZ), 5 - Tersko-Caspian Trough (TCP), 6 - Dagestan Wedge (DC), 7 - Greater Caucasus 3 (BC3). Tectonic zones: I - Greater Caucasus, II - West Kuban advanced trough, III - Tersko-Caspian advanced trough, IV - Dagestan wedge, V - Predcaucasian monocline, VI - Stavropol arch, VII - Kumo-Manych trough, VIII - Scythian platform structures, IX - Rion intermountain trough, X - Javakheti Plateau, XI - Adjara-Trialet folded region, XII - meganticlinorium of the Lesser Caucasus, XIII - Kurin and Nizhnearaksin troughs, XIV - Donetsk-Caspian buried folded region. Translated with www.DeepL.com/Translator (free version)

下载 (1MB)
索引源数据
7. Fig. 6. Frequency-dependent power functions Qc (f) (a) and plots of the dependence of the attenuation coefficient Δ on frequency (b) for the investigated zones.

下载 (561KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Maps of the goodness of fit distribution at 1 Hz (a) and 4 Hz (b). The colour legend on the right shows the quality factor Qc.

下载 (1MB)
索引源数据
9. Fig. 8. Map of goodness-of-fit distribution at 1 Hz with diagrams of typical earthquake source mechanisms.

下载 (1MB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

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».