Сейсмотектоническая позиция очага землетрясения 13.07.2023 г. в восточной части шельфа моря Лаптевых по данным поверхностных волн

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе проведены детальные исследования землетрясения 13.07.2023 г., произошедшего в восточной части шельфа моря Лаптевых (Бельковско-Святоносский рифт). Интерес к этому событию обусловлен, с одной стороны, местоположением его эпицентра, к востоку от которого происходит резкий спад сейсмической активности. С другой стороны, для его эпицентральной области имеются детальные данные о строении верхней части коры, полученные методом МОВ ОГТ, что позволяет нам провести анализ сейсмотектонической позиции очага этого землетрясения. Очаговые параметры в приближении мгновенного точечного источника были рассчитаны по данным поверхностных волн, зарегистрированных на телесейсмических расстояниях. В результате были получены значения скалярного сейсмического момента (M0 = 9.8*1016 Н · м), соответствующей ему моментной магнитуды (Mw = 5.3), глубины очага (h = 8 км) и фокальный механизм (сброс по пологой плоскости СЗ–ЮВ простирания). Проведено сопоставление полученных результатов с данными сейсмологических агентств. Показано, что отличия между ними, вероятно, обусловлены различиями в исходных данных, в т.ч. в их частотном составе. При этом наши оценки лучше согласуются с имеющейся геолого-геофизической информацией о тектонике исследуемого района. Учитывая данные о простирании, падении и глубине проникновения разломов и полученные нами значения очаговых параметров, сделан вывод о том, что землетрясение 13.07.2023 г., скорее всего, связано с основным листрическим сбросом в западном борту Бельковско-Святоносского рифта.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Филиппова

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН; Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: aleirk@mail.ru
Россия, Москва, Троицк, 108840; Москва, 117997

А. С. Фомочкина

Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН; РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина

Email: aleirk@mail.ru
Россия, Москва, 117997; Москва, 119991

Список литературы

  1. Аптекман Ж.Я., Татевосян Р.Э. О возможности выявления сложных очагов землетрясений по данным каталога СМТ (тензор центроида момента) // Физика Земли. 2007. № 5. С. 17–23.
  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. Драчев С.С. Тектоника рифтовой системы дна моря Лаптевых // Геотектоника. 2000. № 6. С. 43–58.
  4. Имаева Л.П., Имаев В.С., Козьмин Б.М., Мельникова В.И., Середкина А.И., Маккей К.Д., Ашурков С.В., Смекалин О.П., Овсюченко А.Н., Чипизубов А.В., Сясько А.А. Сейсмотектоника северо-восточного сектора Российской Арктики. Новосибирск: изд-во СО РАН. 2017. 134 с.
  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. Пискарев А.Л., Сорока И.В., Чернышев М.Ю. Строение земной коры и тектогенез в море Лаптевых // Геотектоника. 2003. № 5. С. 57–72.
  7. Середкина А.И., Гилева Н.А. Зависимость между моментной магнитудой и энергетическим классом для землетрясений Прибайкалья и Забайкалья // Сейсмические приборы. 2016. Т. 52. № 2. С. 29–38.
  8. Середкина А.И., Козьмин Б.М. Очаговые параметры Таймырского землетрясения 9 июня 1990 г. // Докл. РАН. 2017. Т. 473. № 2. С. 214–217. doi: 10.7868/S0869565217060202
  9. Федеральный исследовательский центр Единая геофизическая служба Российской академии наук, 2024. On-line каталог. Обнинск, Россия. Available from http://www.gsras.ru/new/catalog.Lastaccessed 15 February 2024.
  10. Филиппова А.И., Фомочкина А.С. Очаговые параметры сильных Турецких землетрясений 6 февраля 2023 г. (Mw = 7.8 и Mw = 7.7) по данным поверхностных волн // Физика Земли. 2023. № 6. С. 89–102. doi: 10.31857/S0002333723060078
  11. 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
  12. Шипилов Э.В., Лобковский Л.И., Шкарубо С.И., Кириллова Т.А. Геодинамические обстановки в зоне сопряжения хребта Ломоносова и Евразийского бассейна с континентальной окраиной Евразии // Геотектоника. 2021. № 5. С. 3–26. doi: 10.31857/S0016853X21050076
  13. 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
  14. 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
  15. Avetisov G.P. Geodynamics of the zone of continental continuation of Mid-Arctic earthquakes belt (Laptev Sea) // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1999. V. 114. № 1–2. P. 59–70. https://doi.org/10.1016/S0031-9201(99)00046-1
  16. Bird P. An updated digital model of plate boundaries // Geochem. Geophys. Geosyst. 2003. V. 4. № 3. 1027. doi: 10.1029/2001GC000252
  17. Drachev S.S., Shkarubo S.I. Tectonics of the Laptev Shelf, Siberian Arctic. In: Pease V., Coakley B. (Eds.) Circum-Arctic Lithosphere evolution. Geological Society, London, Special Publications, 2017. V. 460. P. 263–283. https://doi.org/10.1144/SP460.15
  18. Drachev S.S., Savostin L.A., Groshev V.G., Bruni I.E. Structure and geology of the continental shelf of the Laptev Sea, Eastern Russian Arctic // Tectonophysics. 1998. V. 298. № 4. P. 357–393. https://doi.org/10.1016/S0040-1951(98)00159-0
  19. Dziewonski A.M., Anderson D.L. Preliminary Reference Earth Model // Phys. Earth Planet. Inter. 1981. V. 25. N 4. P. 297–356. https://doi.org/10.1016/0031-9201(81)90046-7
  20. Dziewonski A.M., Chou T.-A., Woodhouse J.H. Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of global and regional seismicity // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1981. V. 86. P. 2825–2852. doi: 10.1029/JB086iB04p02825
  21. Ekström G, Nettles M., Dziewonski 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. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2012.04.002
  22. ETOPO 2022: 15 Arc-Second Global Relief Model, 2024.Available from https://www.ncei.noaa.gov/products/etopo-global-relief-model. Last accessed February 15, 2024. doi: 10.25921/fd45-gt74
  23. Filippova A.I., Melnikova V.I. Crustal stresses in the East Arctic region from new data on earthquake focal mechanisms // Tectonics. 2023. V. 42. e2022TC007338. https://doi.org/10.1029/2022TC007338
  24. Filippova A.I., Filippov S.V., Radziminovich Ya.B. Thermal state of the lithosphere beneath the Laptev Sea: Geodynamic implications from geomagnetic data // Journal of Asian Earth Sciences. 2024. V. 261. 105970. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2023.105970
  25. Franke D., Hinz K., Oncken O. The Laptev Sea rift // Marine and Petroleum Geology. 2001. V. 18. № 10. P. 1083–1127. https://doi.org/10.1016/S0264-8172(01)00041-1
  26. Gaina C., Roest W.R., Müller R.D. Late Cretaceous-Cenozoic deformation of northeast Asia // Earth and Planetary Science Letters. 2002. V. 197. № 3–4. P. 273–286. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(02)00499-5
  27. GEOFON Moment Tensor Solutions, 2024.On-line Catalog. Helmholtz-Zentrum, Potsdam, Germany. Available from https://geofon.gfz-potsdam.de. Last accessed February 15, 2024.
  28. Geoscience Australia, 2024. On-line Catalog. Australia. Available from https://www.ga.gov.au and http://www.isc.ac.uk. Last accessed February 15, 2024.
  29. Global CMT Web Page, 2024. On-line Catalog. Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO) of Columbia University, Columbia, SC, USA. Available from http://www.globalcmt.org. Last accessed February 15, 2024.
  30. Gramberg I.S., Verba V.V., Verba M.L., Kos’ko M.K. Sedimentary cover thickness map – sedimentary basins in the Arctic // Polarforschung. 1999. V. 69. P. 243–249.
  31. Hanks T., Kanamori H. A moment magnitude scale // J. Geophys. Res. 1979.84. B5. P. 2348–2350. https://doi.org/10.1029/JB084iB05p02348
  32. 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
  33. Imaeva L., Gusev G., Imaev V., Mel’nikova V. Neotectonic activity and parameters of seismotectonic deformations of seismic belts in Northeast Asia // Journal of Asian Earth Sciences. 2017. V. 148. P. 254–364. http://dx.doi.org/10.1016/j.jseaes.2017.09.007
  34. International Seismological Centre, 2024. On-line Bulletin. Internatl.Seis.Cent., Thatcham, United Kingdom. Available from http://www.isc.ac.uk. Last accessed February 15, 2024.
  35. 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
  36. 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
  37. Lebedev S., Schaeffer A.J., Fullea J., Pease V. Seismic tomography of the Arctic region: inferences for the thermal structure and evolution of the lithosphere. In: Pease, V., Coakley, B. (Eds.), Circum-Arctic Lithosphere evolution. Geological Society, London, Special Publications, 2017. V. 460. P. 419–440. https://doi.org/10.1144/SP460.10
  38. Mazur S., Campbell S., Green C., Bouatmani R. Extension across the Laptev Sea continental rifts constrained by gravity modeling // Tectonics. 2015. V. 34. № 3. P. 435–448. https://doi.org/10.1002/2014TC003590
  39. 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
  40. National Earthquake Information Center, 2024. On-line Catalog. US Geological Survey, USA Available from https://earthquake.usgs.gov. Last accessed February 15, 2024.
  41. Northern California Earthquake Data Center. 2014. Berkeley Digital Seismic Network (BDSN) [Data set]. Northern California Earthquake Data Center. https://doi.org/10.7932/BDSN
  42. Petrov O., Morozov A., Shokalsky S., Kashubin S., Artemieva I.M., Sobolev N., Petrov E., Ernst R.E., Sergeev S., Smelror M. Crustal structure and tectonic model of the Arctic Region // Earth-Science Reviews. 2016. V. 154. P. 29–71. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2015.11.013
  43. 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
  44. Seredkina A.I., Melnikova V.I. New data on earthquake focal mechanisms in the Laptev Sea region of the Arctic-Asian seismic belt // Journal of Seismology. 2018. V. 22. № 5. P. 1211–1224. https://doi.org/10.1007/s10950-018-9762-9
  45. Sibson R.H. Roughness at the base of the seismogenic zone: contributing factors // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 1984. V. 89. № B7. P. 5791–5799. https://doi.org/10.1029/JB089iB07p05791
  46. Sloan R.A., Jackson J.A., McKenzie D, Priestley K. Earthquake depth distributions in central Asia, and their relations with lithosphere thickness, shortening and extension // Geophysical Journal International. 2011. V. 185. № 1. P. 1–29. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04882.x
  47. 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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 2. Пример СВАН-обработки вертикальной компоненты станции CMB (azm = 66.09°, Δ = 6330 км): (а) и (б) – СВАН-диаграммы исходного и отфильтрованного сигнала соответственно (дисперсионная кривая групповой скорости показана белым цветом); (в) – исходная запись (синяя кривая) и результат ее фильтрации (красная кривая).

Скачать (499KB)
Метаданные
3. Рис. 3. Сейсмические станции, на которых получены спектры поверхностных волн. Коды станций соответствуют международному стандарту. LHZ – вертикальная компонента записи, LHT – трансверсальная компонента записи (результат вращения горизонтальных компонент, направленных на восток и север).

Скачать (795KB)
Метаданные
4. Рис. 4. Очаговые параметры землетрясения 13.07.2023 г. в приближении мгновенного точечного источника, рассчитанные по амплитудным спектрам поверхностных волн в различных диапазонах периодов (T, c), и соответствующие им значения функции нормированной невязки ε. Здесь и далее стереограммы механизмов очагов приведены в проекции нижней полусферы. Параметры нодальных плоскостей (NP) для фокального механизма № 1 и T = 50–120 с: NP1 – азимут простирания strike = 306°, угол падения dip = 11°, угол подвижки slip = –153°; NP2 – strike = 190°, dip = 85°, slip = –80°.

Скачать (487KB)
Метаданные
5. Рис. 5. Очаговые параметры землетрясения 13.07.2023 г. по данным сейсмологических агентств. Механизм очага приведен для наилучшего двойного диполя (best double-couple), характеризующего полный девиаторный тензор сейсмического момента. Расшифровка кодов агентств: GCMT – The Global CMT Project, Lamont Doherty Earth Observatory, Columbia University, USA (https://www.globalcmt.org); GFZ – German Research Centre for Geosciences, Helmholtz Centre Potsdam, Germany (https://www.gfz-potsdam.de); AUST – Geoscience Australia, Australia (http://www.ga.gov.au). Индекс f обозначает фиксированное значение глубины; DC – процент сдвиговой компоненты (double-couple) в девиаторном тензоре сейсмического момента.

Скачать (194KB)
Метаданные
6. Рис. 6. Зависимость частной функции нормированной невязки ɛh от глубины очага (h, км) для диапазона периодов 50–120 с.

Скачать (271KB)
Метаданные
7. Рис. 7. Положение (а) и северо-восточный фрагмент интерпретированного профиля МОВ ОГТ ЛАРГЕ 89010 (б) согласно работам [Драчев, 2000; Drachev et al., 1998] c упрощениями. AA′ (синяя линяя) – северо-восточная часть профиля ЛАРГЕ 89010, красные линии – активные разломы по работе [Zelenin et al., 2022]. Обозначения рифтов (буквы в кружках) см. в подписи к рис. 1. На панели (а) показано выбранное нами в качестве наиболее предпочтительного решение фокального механизма землетрясения 13.07.2023 г. в проекции нижней полусферы (№ 1 для T = 50–120 c на рис. 4).

Скачать (370KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 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».