NDC-Type Tectonic Earthquakes in Subduction Zones of the Northwestern Part of the Pacific Seismic Belt

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

A systematic analysis of seismic moment tensors of earthquakes in the subduction zones of the Aleutian, KurilKamchatka and Japanese island arcs was carried out. A method for identifying earthquakes with foci that donot satisfy the double dipole model (NDC-type earthquakes) is applied, based on estimating the angle between the slip vector and the rupture plane in the earthquake focus using data on the seismic moment tensor main values. A study of the error distribution in the estimates of the moment tensor components made it possible to identify earthquakes with a significant NDC component of the focus. Some distribution features of such earthquakes in the studied region are discussed. Comparison of the results of identifying foci with a significant NDC component according to data from various seismological agencies showed that the absolute values of the angle between the slip vector and the rupture plane were somewhat underestimated in the catalogs of theUS Geological Survey (NEIC) and the Japanese Institute of Earth Sciences (NIED) compared to the Global Centroid Moment Catalog (GCMT). The applied method and the obtained estimates of the NDC component of slip in earthquake foci can be used in numerical modeling of movements in the foci of strong earthquakes using a set of groundbased and satellite deformometric data.

About the authors

E. A. Marshakova

Moscow State University; Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: katya-marshakova@mail.ru
Moscow, Russia

V. B. Smirnov

Moscow State University; Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: katya-marshakova@mail.ru
Moscow, Russia

V. O. Mikhailov

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

Email: katya-marshakova@mail.ru
Moscow, Russia

References

  1. Абубакиров И.Р., Павлов В.М. Массовое определение механизмов очагов камчатских землетрясений 2014 г. по региональным волновым формам. Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока россии. Труды Седьмой научно-технической конференции, Петропавловск-Камчатский, 29 сентября — 05 октября 2019 г. / Д.В. Чебров (отв. ред.). Т. 7. Петропавловск-Камчатский: Федеральный исследовательский центр "Единая геофизическая служба российской академии наук". 2019. С. 127–131.
  2. Аптекман Ж.Я., Татевосян Р.Э. О возможности выявления сложных землетрясений по данным каталога // Физика Земли. 2007. № 5. С. 17–23.
  3. Кулаков И.Ю., Добрецов Н.Л., Бушенкова Н.А., Яковлев А.В. Форма слэбов в зоне субдукции под Курило-Камчатской и Алеутскими дугами по данным региональной томографии // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 6. С. 830–851.
  4. Лутиков А.И., Юнга С.Л., Кучай М.С. Сейсмические источники, не удовлетворяющие модели двойного диполя: критерий выявления и распределение в островных дугах // Геофизические исследования. 2010. Т. 11. № 3. С. 11–25.
  5. Михайлов В.О., Бабаянц И.П., Волкова М.С., Тимошкина Е.П., Смирнов В.Б., Тихоцкий С.А. реконструкция косейсмических и постсейсмических процессов для землетрясения в Турции 06.02.2023 г. По данным радарной спутниковой интерферометрии // Физика Земли. 2023. № 6. С. 77–88.
  6. Михайлов В.О., Назарян А.Н., Смирнов В.Б., Диаман М., Шапиро Н.М., Киселева Е.А., Тихоцкий С.А., Поляков С.А., Смольянинова Е.И., Тимошкина Е.П. Совместная интерпретация данных дифференциальной спутниковой интерферометрии и GPS на примере Алтайского (Чуйского) землетрясения 27.09.2003 г // Физика Земли. 2010. № 2. С. 3–16.
  7. Ниворожкина Л.И., Чернова Т.В. Теория статистики (с задачами и примерами по региональной экономике) Учебное пособие. ростов н/Д: "Мини Тайп", "Феникс". 2005. 220 с.
  8. Смирнов В.Б. Прогностические аномалии сейсмического режима 1. Методические основы подготовки исходных данных // Геофизические исследования. 2009. Т. 10. № 2. С. 7–22.
  9. Тимошкина Е.П., Михайлов В.О., Смирнов В.Б., Волкова М.С., С.А. Хайретдинов С.А. Модель поверхности разрыва Хубсугульского землетрясения 12.01.2021 по данным спутниковой рСА интерферометрии // Физика Земли. 2022. № 1. С. 83–89.
  10. Aki K., Richards P.G. Quantitative seismology. 2nd ed. V. 1. University Science Books. 2002.
  11. Argus D.F., Gordon R.G., DeMets C. Geologically current motion of 56 plates relative to the no-net-rotation reference frame // Geochem. Geophys. Geosyst. 2011. V. 12. Q11001. doi: 10.1029/2011GC003751
  12. Boyd T.M., Creager K.C. The geometry of Aleutian subduction: Three-dimensional seismic imaging // J. Geophys. Res. 1991. V. 96(B2). P. 2267–2291. doi: 10.1029/90JB01919
  13. Dziewonski A.M., Chou T.-A. Woodhouse J.H. Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of global and regional seismicity // J. Geophys. Res. 1981. V. 86. P. 2825–2852.
  14. Foulger G.R., Julian B.R. Non-Double-Couple Earthquakes / Beer M., Kougioumtzoglou I., Patelli E., Au IK. (eds.). Encyclopedia of Earthquake Engineering. 2015. Berlin, Heidelberg: Springer. doi: 10.1007/978-3-642-36197-5_290-1
  15. Frohlich C. Characteristics of well-determined non-double-couple earthquakes in the Harvard CMT catalog // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1995. V. 91. Is. 4. P. 213–228. doi: 10.1016/0031-9201(95)03031-Q
  16. Frohlich C. The nature of deep focus earthquakes // Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 1989. V. 17. P. 227–254.
  17. Hayes G. Slab2 — A Comprehensive Subduction Zone Geometry Model: U.S. Geological Survey data release. 2018. https://doi.org/10.5066/F7PV6JNV
  18. Henry C., Woodhouse J.H., Das S. Stability of earthquake moment tensor inversions: effect of the double-couple constraint // Tectonophysics. 2002. V. 356. Is. 1–3. P. 115–124. doi: 10.1016/S0040-1951(02)00379-7
  19. Houston H. The non-double-couple component of deep earthquakes and the width of the seismogenic zone // Geophys.Res.Lett. 1993. V. 20. P. 1687–1690.
  20. Hudnut K.W., Shen Z., Murray M., McClusky S., King R., Herring T., Hager B., Feng Y., Fang P., Donnellan A. et al. Coseismic displacements in the Landers sequence // Bull. Seismol. Soc. Am. V. 84. 1994. P. 625–645.
  21. Kostrov B.V. Seismic moment and energy of earthquakes and seismic flow of rock // Izv. Earth Physics. 1974. V. 1. P. 23–40.
  22. Kubo A., Fukuyama E., Kawai H., Nonomura K. NIED seismic moment tensor catalogue for regional earthquakes around Japan: quality test and application // Tectonophysics. 2002. V. 356. P. 23–48.
  23. Massonnet D., Rossi M., Carmona C., Adragna F., Peltzer G., Feigl K., Rabaute, T. The displacement field of the Landers earthquake mapped by radar interferometry // Nature. 1993. V. 364. P. 138–142.
  24. Miller A.D., Foulger G.R., Julian B.R. Non-double-couple earthquakes 2. Observations // Rev. Geophys. 1998. V. 36(4). P. 551–568. doi: 10.1029/98RG00717
  25. Nettles M., Ekström G. Faulting mechanism of anomalous earthquakes near Bárdarbunga Vocano, Iceland // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1998. Т. 103. № B8. P. 17973–17983.
  26. Pollitz F.F. A New Class of Earthquake Observations // Science. 2006. V. 313. P. 619–620.
  27. Pollitz F.F. Coseismic deformation from earthquake faulting on a layered spherical Earth // Geophys. J. Int. 1996. V. 125. P. 1–14.
  28. Pollitz F.F. Gravity anomaly from faulting on a layered spherical Earth with application to central Japan // Phys. Earth Planet. Int. 1997. V. 99. P. 259–271.
  29. Rösler B., Spencer B.D., Stein S. Which Global Moment Tensor Catalog Provides the Most Precise Non-Double-Couple Components? // Seismological Research Letters. 2024. V. 95(4). P. 2444–2451.
  30. Rösler B., Stein S. Consistency of non-double-couple components of seismic moment tensors with earthquake magnitude and mechanism // Seismological Society of America. 2022. V. 93(3). P. 1510–1523.
  31. Rösler B., Stein S., Spencer B. When are non-double-couple components of seismic moment tensors reliable? // Seismica. 2023. V. 2(1).
  32. Sawade L., Beller S., Lei W., Tromp J. Global centroid moment tensor solutions in a heterogeneous earth: The CMT3D catalogue // Geophysical Journal International. 2022. V. 231(3). P. 1727–1738.
  33. Sileny J. Resolution of Non-Double-Couple Mechanisms: Simulation of Hypocenter Mislocation and Velocity Structure Mismodeling // Bulletin of the Seismological Society of America. 2009. V. 99(4). P. 2265–2272. doi: 10.1785/0120080335
  34. Simons M., Rosen P.A. Interferometric Synthetic Aperture Radar Geodesy. Chpt. 3.12 / G. Schubert (ed.). Treatise on Geophysics. V. 3. Geodesy. Elsevier. 2007. P. 391–446. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-53802-4.00061-0
  35. Sipkin S.A. Rapid Determination of Global Moment-Tensor Solutions // Geophysical Research Letters. 1994. V. 21. P. 1667–1670. doi: 10.1029/94GL01429
  36. Vavryčuk V. Inversion for parameters of tensile earthquakes // J. Geophy. Res. Solid Earth. 2001. V. 106 (B8). P. 16339–16355.
  37. Vavryčuk V., Petruzalek M., Lokajíček T., Aminzadeh A. Bi-modular properties of sandstone inferred from seismic moment tensors of acoustic emissions // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2023. V. 171. 105576.
  38. Warren L.M., Baluyut E.C., Osburg T., Lisac K., Kokkinen S. Fault plane orientations of intermediate-depth and deep-focus earthquakes in the Japan-Kuril-Kamchatka subduction zone // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2015. V. 120. P. 8366–8382. doi: 10.1002/2015JB012463
  39. Yunga S., Lutikov A., Molchanov O. Non double couple seismic sources, faults interaction and hypothesis of self-organized criticality // Natural Hazards and Earth System Science. 2005. № 5. doi: 10.5194/nhess-5-11-2005
  40. Li J., Zheng Y., Thomsen L., Lapen T.J., Fang X. Deep earthquakes in subducting slabs hosted in highly anisotropic rock fabric // Nature Geoscience. 2018. V. 11. P. 696–700. doi: 10.1038/s41561-018-0188-3

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).