Neotectonics of the Barents Sea shelf eastern part: seismicity, faults and impact of the Atlantic-Arctic Rift System

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

distribution with the fault network defined from seismic data, and kinematic characteristics of seismic activity spatial migration are obtained. It is shown that seismic events recorded by the Norwegian NORSAR regional network within the Russian part of the Barents Sea shelf are grouped into linear clusters along shear kinematics faults. The fault network displaces Mesozoic seismic complexes and reaches the bottom surface, displacing quaternary deposits, which clearly indicates the modern age of displacements along which linear clusters of weak seismicity are grouped. The calculation of the total seismic moment in the space-time dimension showed the presence of seismic activity migration along short fragments of faults on the shelf with velocities from 10.5 to 25.7 km/year. There has been a surge in general activity in the shelf area since 2012. A comparison of the temporal evolution of seismic activity on the shelf with fragments of the Atlantic-Arctic Rift system suggests that it is the effect of tectonic deformation waves triggered along the geodynamically active intraplate boundary and propagating to the shelf at a speed of 20–22 km/year. Migration rates with speeds up to 77 km/year are less likely. There is a possibility that the increase in the intensity of seismic activity on the shelf after 2012 is not an emission from the effects of a slow deformation wave, but the result of a direct trigger effect on the shelf from the structures of the Knipovich and Gakkel ridges.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

S. Sokolov

Geological Institute Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: sysokolov@yandex.ru
Ресей, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017

A. Abramova

Geological Institute Russian Academy of Sciences

Email: sysokolov@yandex.ru
Ресей, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017

S. Shkarubo

JSC Marine Arctic Geological Expedition

Email: sysokolov@yandex.ru
Ресей, Sophia Perovskaya str., 26, Murmansk, 183038

R. Ananiev

Shirshov Institute of Oceanology Russian Academy of Sciences

Email: sysokolov@yandex.ru
Ресей, Nakhimovsky prosp., 36, Moscow, 117218

Е. Moroz

Geological Institute Russian Academy of Sciences

Email: sysokolov@yandex.ru
Ресей, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017

Yu. Zaraiskaya

Geological Institute Russian Academy of Sciences

Email: sysokolov@yandex.ru
Ресей, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1, Moscow, 119017

Әдебиет тізімі

  1. Болдырев С.А. Сейсмогеодинамика Срединно-Атлантического хребта. М.: НГК РФ, 1998. 124 с.
  2. Быков В.Г. Дефоpмационные волны Земли: концепция, наблюдения и модели // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 11. C. 1176‒1190.
  3. Быков В.Г. Предсказание и наблюдение деформационных волн Земли // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 3. С. 721‒754. doi: 10.5800/GT-2018-9-3-0369
  4. Верба В.В., Аветисов Г.П., Шолпо Л.Е., Степанова Т.В. Геодинамика и магнетизм базальтов подводного хребта Книповича (Норвежско-Гренландский бассейн) // Российский журнал наук о Земле. 2000. Т. 2. № 4. С. 3‒13.
  5. Виноградов А.Н., Верба М.Л., Верба В.В. и др. Основные черты геологического строения Евро-Арктического региона // Строение литосферы российской части Баренц-региона / Под ред. Н.В. Шарова, Ф.П. Митрофанова, М.Л. Вербы, К. Гиллена. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2005. С. 16‒39.
  6. Гарагаш И.А., Лобковский Л.И. Деформационные тектонические волны как возможный триггерный механизм активизации эмиссии метана в Арктике // Арктика: экология и экономика. 2021. Т. 11. № 1. С. 42‒50. doi: 10.25283/2223-4594-2021-1-42-50
  7. Гусев Е.А., Шкарубо С.И. Аномальное строение хребта Книповича // Российский журнал наук о Земле. 2001. Т. 3. № 2. С. 165‒182.
  8. Дунаев Н.Н., Левченко О.В., Мерклин Л.Р., Павлидис Ю.А. Приновоземельский шельф в позднечетвертичное время // Океанология. 1995. Т. 35. № 3. С. 440‒450.
  9. Зарайская Ю.А. Особенности сегментации и сейсмичности ультрамедленных срединно-океанических хребтов Книповича и Гаккеля // Геотектоника. 2017. № 2. С. 67‒80.
  10. Зыков Д.С., Балуев А.С. Характер и причины проявления неотектонических деформаций в северо-западной части Баренцевоморской плиты (Свальбардский архипелаг) // Бюлл. МОИП. Отдел геол. 2008. Т. 83. Вып. 6. С. 20‒26.
  11. Карта дочетвертичных образований. T-37-40 (Земля Франца-Иосифа, южные острова). Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1000000 (новая серия). Лист 1 / Отв. редактор Б.Г. Лопатин. СПб.: МАГЭ, ПМГРЭ, ВНИИОкеангеология, 2004.
  12. Крапивнер Р.Б. Признаки неотектонической активности Баренцевоморского шельфа // Геотектоника. 2007. № 2. С. 73‒89.
  13. Крапивнер Р.Б. Кризис ледниковой теории: аргументы и факты. М.: ГЕОС, 2018. 320 с.
  14. Кутинов Ю.Г., Чистова З.Б., Беленович Т.Я. Арктическая окраинно-планетарная зона // Арктика: экология и экономика. 2015. № 4 (20). С. 38-47.
  15. Лобковский Л.И., Баранов А.А., Рамазанов М.М., Владимирова И.С., Габсатаров Ю.В., Алексеев Д.А. Возможный сейсмогенно-триггерный механизм эмиссии метана, разрушения ледников и потепления климата в Арктике и Антарктике // Физика Земли. 2023. № 3. С. 33–47. doi: 10.31857/S0002333723030080
  16. Морозов А.Н., Ваганова Н.В., Конечная Я.В. Сейсмичность северной акватории Баренцева моря в районе трогов Франц-Виктория и Орла // Геотектоника. 2014. № 3. С. 78‒84.
  17. Мусатов Е.Е. Структура кайнозойского чехла и неотектоника Баренцево-Карского шельфа по сейсмоакустическим данным // Российский журнал наук о Земле. 1998. Т. 1. № 2. С. 157‒183.
  18. Никитин Д.С., Горских П.П., Хуторской М.Д., Иванов Д.А. Структурно-тектонические особенности Северо-Восточной части Баренцевоморской плиты по данным численного моделирования потенциальных полей // Геотектоника. 2018. № 2. С. 58–75. doi: 10.7868/S0016853X18020042
  19. Сироткин A.H., Шарин В.В. Возраст проявлений четвертичного вулканизма в районе Бокк-фьорда (архипелаг Шпицберген) // Геоморфология. 2000. № 1. С. 95‒106.
  20. Соколов С.Ю., Абрамова А.С., Мороз Е.А., Зарайская Ю.А. Амплитуды дизъюнктивных нарушений флангов хребта Книповича (Северная Атлантика) как индикатор современной геодинамики региона // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 4. С. 769–789. doi: 10.5800/GT-2017-8-4-0316
  21. Соколов С.Ю., Абрамова А.С., Шкарубо С.И. Неотектонические нарушения шельфа Баренцева моря и их генезис по данным морфометрии рельефа дна, сейсморазведки и глубинному строению мантии // Доклады Российской Академии Наук. Науки о Земле. 2023. Т. 509. № 1. С. 62–68. doi: 10.31857/S2686739722602484
  22. Соколов С.Ю., Агранов Г.Д., Шкарубо С.И., Грохольский А.Л. Юго-Восточный фланг хребта Книповича (Северная Атлантика): структура фундамента и неотектоника по геофизическим данным и экспериментальному моделированию // Геотектоника. 2023. № 1. С. 1–18. doi: 10.31857/S0016853X2301006X
  23. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: КДУ, 2005. 560 с.
  24. Хуторской М.Д., Леонов Ю.Г., Ермаков А.В. и др. Аномальный тепловой поток и природа желобов в северной части Свальбардской плиты // Докл. РАН. 2009. Т. 424. № 2. С. 318‒323.
  25. Шипилов Э.В. К тектоно-геодинамической эволюции континентальных окраин Арктики в эпохи молодого океанообразования // Геотектоника. 2004. № 5. С. 26‒52.
  26. Шипилов Э.В., Шкарубо С.И. Современные проблемы геологии и тектоники осадочных бассейнов Евразиатско-Арктической континентальной окраины. Т. 1. Литолого-сейсмостратиграфические комплексы осадочных бассейнов Баренцево-Карского шельфа. Апатиты: КНЦ РАН, 2010. 266 с.
  27. Шипилов Э.В. Позднемезозойский магматизм и кайнозойские тектонические деформации Баренцевоморской континентальной окраины: влияние на распределение углеводородного потенциала // Геотектоника. 2015. № 1. С. 60‒85.
  28. Яковлев А.В., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю., Добрецов Н.Л. Структура верхней мантии Арктического региона по данным региональной сейсмотомографии // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 10. С. 1261‒1272.
  29. Antonovskaya G.N., Basakina I.M., Vaganova N.V. et al. Spatiotemporal Relationship between Arctic Mid-Ocean Ridge System and Intraplate Seismicity of the European Arctic // Seismol. Res. Lett. 2021. V. 92. P. 2876–2890. doi: 10.1785/0220210024
  30. Bungum H., Ritzmann O., Maercklin N. et al. Three-Dimensional Model for the Crust and Upper Mantle in the Barents Sea Region // Eos. 2005. V. 86. № 16. P. 1‒3.
  31. Crane K., Doss S., Vogt P., Sundvor E., Cherkashov I.P., Devorah J. The role of the Spitsbergen shear zone in determining morphology, sedimentation and evolution of the Knipovich Ridge // Marine Geophysical Researches. 2001. V. 22. P. 153–205.
  32. Gac S., Klitzke P. Minakov A., Faleide J.I., Scheck-Wenderoth M. Lithospheric strength and elastic thickness of the Barents Sea and Kara Sea region // Tectonophysics. 2016. V. 619. doi: 10.1016/j.tecto.2016.04.028
  33. GPS Time Series Data. 2022. Jet Propulsion Laboratory of California Institute of Technology. https://sideshow.jpl.nasa.gov/post/series.html
  34. Harrison J.C., St-Onge M.R., Petrov O.V. et al. Geological Map of the Arctic 1:5000000 // Geological Survey of Canada. 2008. Open file report 5816.
  35. Heflin M., Donnellan A., Parker J., Lyzenga G., Moore A., Ludwig L.G., Rundle J., Wang J., Pierce M. Automated Estimation and Tools to Extract Positions, Velocities, Breaks, and Seasonal Terms from Daily GNSS Measurements: Illuminating Nonlinear Salton Trough Deformation // Earth and Space Science. 2020. V. 7. e2019EA000644. doi: 10.1029/2019EA000644
  36. ISC Bulletin: event catalogue search. 2023. (Выборка 2023.07.11). http://www.isc.ac.uk/iscbulletin/search/catalogue/ (doi: 10.31905/D808B830)
  37. Jakobsson M., Mayer L.A., Bringensparr C. et al. The International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean Version 4.0 // Nature. Scientific Data. 2020. V. 7. № 176. https://doi.org/10.1038/s41597-020-0520-9
  38. Keiding M., Olesen O., Dehls J. Neotectonic map of Norway and adjacent areas. Scale 1:3000000. Geological Survey of Norway. 2018.
  39. Morozov A.N., Vaganova N. V., Konechnaya Y.V., Asming V.E. New data about seismicity and crustal velocity structure of the “continent‒ocean” transition zone of the Barents-Kara region in the Arctic // Journal of Seismology. 2015. V. 19. P. 219‒230.
  40. NORSAR Seismic Bulletins. 2022. (Выборка 2022.03.01). https://doi.org/10.21348/b.0001 https://www.norsar.no/seismic-bulletins/
  41. Olesen O., Riis F., Lindholm C.D., Dehls J.F., Hicks E.C., Bungum H. Neotectonic map, Norway and adjacent areas. Scale 1:3000000 // Geological Survey of Norway. 2000.
  42. Ritzmann O., Maercklin N., Faleide J.I., Bungum H., Mooney W.D., Detweiler S.T. A 3D geophysical model for the crust in the greater Barents Sea region: Database compilation, model construction and basement characterization // Geoph. J. Int. 2007. V. 170. P. 417‒435. doi: 10.1111/j.1365-246X.2007.03337.x
  43. Solheim A., Musatov E., Heintz N. Geological aspects of Franz Josef Land and the northernmost Barentz Sea // Meddelelser. 1998. № 151. Oslo: Norsk Polarinstitutt, 120 p.
  44. USGS Search Earthquake Catalog. 2022. (Выборка 2022.01.17). https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Seismicity of the northwestern framing of the Barents Sea shelf according to (USGS, 2022) for events with a magnitude of >2.5 separately for depth intervals of 0‒13 and 13‒40 km, fault network according to [Harrison et al., 2008], Quaternary volcanoes according to [Sirotkin, Sharin, 2000] and motion parameters of the GPS NYA1 station according to [Heflin et al., 2020; GPS …, 2022]. Shown are: the calculation area of ​​the spatio-temporal evolution of the total moment of weak seismic events according to [NORSAR..., 2022] for the period 2001‒2020 (blue rectangle) and the position of section fragments (red lines). The topographic basis is given according to IBCAO data [Jakobsson et al., 2020].

Жүктеу (2MB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Seismicity of the Barents Sea shelf according to [NORSAR …, 2022] for the period from 2008 to 2012 for events with a magnitude of >2.5, fault network according to GIS data of the State Geological Map of the Russian Federation at a scale of 1:1,000,000 (new series) with differentiation of faults by kinematic type according to [Map …, 2004].

Жүктеу (2MB)
Метадеректер
4. Fig. 3. A fragment of the 4-AP reference seismic section in the northern part of the Barents Sea, intersecting the zone of northwest-oriented strike-slip dislocations (see Figs. 1 and 2). Solid red lines show confidently distinguished faults and the plumage of negative and positive flower structures reaching the seafloor surface. Dotted red lines show the main strike-slip dislocations. The purple line shows the reference Triassic horizon A2(T2). The position of the fragment is shown in Fig. 1.

Жүктеу (1MB)
Метадеректер
5. Fig. 4. A fragment of the seismoacoustic section ABP51_2209212244 obtained by the high-frequency profiler ParaSound P-35 during the 51st cruise of the R/V Akademik Boris Petrov (October-November 2022, IO RAS, GIN RAS) in the central part of the Barents Sea, crossing the zone of strike-slip dislocations of northwestern orientation. The red lines show normal and reverse faults that disturb the upper part of the section and reach the bottom surface. The position of the fragment is shown in Fig. 1.

Жүктеу (1MB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Total seismic moment (from 0 to 155×1013J) in the eastern Barents Sea by cells (10×10 km)×(1 year) based on NORSAR data [NORSAR …, 2022] for the period 2001‒2020. Events with a magnitude of –2 were taken into account. Fault network 1:1000000 based on sheet T-37-40 [Map …, 2004]. Arrows show trends in the spatio-temporal shift of energy release with apparent velocities along the planes of the vertical section of the three-dimensional array. a – view from south to north on the sublatitudinal section of the total seismic moment, b – view from east to west on the submeridional section of the total seismic moment.

Жүктеу (1MB)
Метадеректер
7. Fig. 6. The area of ​​seismicity analysis according to [NORSAR …, 2022] data along the zone with linear grouping of epicenters (see Fig. 2) along the fault network of the State Geological Map of the Russian Federation at a scale of 1:1,000,000 (new series) with differentiation of faults by kinematic type according to [Map …, 2004]. The positions of epicenters are shown for magnitudes >3.8.

Жүктеу (1MB)
Метадеректер
8. Fig. 7. The spatio-temporal structure of seismicity according to [NORSAR …, 2022] data along the analysis area (see Fig. 6) in the strip near the fault with linear grouping of epicenters. The horizontal longitude scale is supplemented with the distance along the area in kilometers. Arrows and numbers indicate trend lines and energy release displacement rates along them.

Жүктеу (953KB)
Метадеректер
9. Fig. 8. Geodynamic scheme of the study area with elements necessary for interpreting tectonics within the Barents Sea shelf. The sizes of the vectors of influence on the plate are conditional.

Жүктеу (553KB)
Метадеректер
10. Fig. 9. Time structure of the total seismic moment of the Gakkel (a) and Knipovich (b) ridges according to [USGS, 2022], along the analysis area (see Fig. 6) in the strip near the fault with linear grouping of epicenters (c) according to [NORSAR …, 2022] and in the shelf area south of the Spitsbergen archipelago (d) according to [ISC …, 2023]. Blue lines show the graphs of the total moment by year. Red lines show the graphs smoothed in a 3-year window. The distance from the ridges and intraplate seismicity is indicated to the middle of the fault area perpendicular to the spreading axes. The numbers near the inclined curves give an estimate of the speed of displacement of the moment extrema in space. The gray areas show some zones of synchronous extrema with different amplitudes.

Жүктеу (1009KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Осы сайт cookie-файлдарды пайдаланады

Біздің сайтты пайдалануды жалғастыра отырып, сіз сайттың дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін cookie файлдарын өңдеуге келісім бересіз.< / br>< / br>cookie файлдары туралы< / a>