Postseismic processes in the region of the july 29, 2021 Chignik earthquake, Alaska. Part II: temporal evolution of displacements and correlation with aftershock activity

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

Postseismic displacements in the source region of the July 29, 2021 Chignik M8.2 earthquake, Alaska, are analyzed based on the data from the GPS network sites. It is shown that these displacements have a nature of a postseismic creep (afterslip). The rate of postseismic displacements of the points on the Earth’s surface (GPS sites) decreases with time by the power law close to 1/t, where t is time after the earthquake. On the time interval of two years, the displacement magnitudes increase in time by the law of logarithmic creep. Using the regional catalog of the Alaska earthquakes, we have analyzed the aftershocks of the Chignik earthquake. The analysis has shown that the postseismic displacements at different GPS sites are proportional to the displacements in the seismotectonic flow of the rock mass caused by residual displacements in the aftershock sources. This allows the total displacements in the aftershock sources to be considered as produced by a single mechanism of postseismic creep deformation in the source region of the Chignik earthquake.

全文:

受限制的访问

作者简介

V. Smirnov

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

编辑信件的主要联系方式.
Email: vs60@mail.ru

Faculty of Physics

俄罗斯联邦, Moscow, 123242; Moscow, 119991

V. Mikhailov

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

Email: vs60@mail.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 123242

A. Konvisar

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

Email: vs60@mail.ru

Faculty of Physics

俄罗斯联邦, Moscow, 123242; Moscow, 119991

参考

  1. Жарков В.Н. Физика Земных недр. М.: Наука и образование. 2012. 384 с.
  2. Конвисар А.М., Михайлов В.О., Волкова М.С., Смирнов В.Б. Модель поверхности сейсмического разрыва землетрясения “Чигник” (Аляска, США) 29.07.2021 по данным спутниковой радарной интерферометрии и ГНСС // Вулканология и сейсмология. 2023. № 5. С. 74–83.
  3. Конвисар А.М., Михайлов В.О., Смирнов В.Б., Тимошкина Е.П. Постсейсмические процессы в области землетрясения Чигник на Аляске 29.07.2021. Часть I: Результаты моделирования // Физика Земли. 2024. № 4. С. 21–34.
  4. Костров Б.В. Сейсмический момент, энергия землетрясения и сейсмическое течение горных масс // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1974. № 1. С. 23–40.
  5. Магницкий В. А. Внутреннее строение и физика Земли. М.: Недра. 1965. 379 с.
  6. Мейз Дж. Теория и задачи механики сплошных сред. М.: Мир. 1974. 318 с.
  7. Михайлов В.О., Назарян А.Н., Смирнов В.Б. и др. Совместная интерпретация данных дифференциальной спутниковой интерферометрии и GPS на примере Алтайского (Чуйского) землетрясения 27.09.2003 г. // Физика Земли. 2010. № 3. С. 3–16.
  8. Михайлов В.О., Пане И., Хаен М., Тимошкина Е.П., Бонвало С., Ляховский В., Диаман М., Девирон О. Сравнительный анализ временных вариаций глобального гравитационного поля по данным спутников Грейс в областях трех недавних гигантских землетрясений // Физика Земли. 2014. № 2. С. 29–40.
  9. Михайлов В.О., Диаман М., Любушин А.А., Тимошкина Е.П., Хайретдинов С.А Крупномасштабный асейсмический крип в областях сильных землетрясений по данным спутников ГРЕЙС о временных вариациях гравитационного поля // Физика Земли. 2016. № 5. С. 70–81.
  10. Молчан Г.М., Дмитриева О.Е. Идентификация афтершоков: обзор и новые подходы // Вычислительная сейсмология. 1991. Вып. 24. С. 19–50.
  11. Писаренко В.Ф. О законе повторяемости землетрясений // Дискретные свойства геофизической среды. М.: Наука. 1989. С. 47–60.
  12. Ризниченко Ю.В. О сейсмическом течении горных масс. Динамика Земной коры. М.: Наука. 1965. С. 56–63.
  13. Ризниченко Ю.В. Протяженный очаг и сейсмотектоническое течение горных масс. Исследования по физике землетрясений. М.: Наука. 1976. С. 236–262.
  14. Ризниченко Ю.В. Расчет скорости деформации при сейсмотектоническом течении горных масс // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1977. № 10. С. 34–47.
  15. Садовский М.А., Писаренко В.Ф., Штейнберг В.В. О зависимости энергии землетрясения от объема сейсмического очага // Докл. АН СССР. 1983. Т. 271. № 3. С. 598–602.
  16. Смирнов В.Б. Опыт оценки представительности данных каталогов землетрясений // Вулканология и сейсмология. 1997. № 4. С. 93–105.
  17. Смирнов В.Б. Прогностические аномалии сейсмического режима. I. Методические основы подготовки исходных данных // Геофизические исследования. 2009. Т. 10. № 2. С. 7–22.
  18. Aki K. Scaling law of seismic spectrum // J. Deophys. Res. 1967. V. 72. P. 1217–1231. doi: 10.1029/JZ072i004p01217
  19. Anderson O.L., Grew P.C. Stress corrosion theory of crack propagation with applications to geophysics // Reviews of Geophysics. 1977. V. 15. P. 77–104.
  20. Elliott J., Ronni L., Grapenthin R., Parameswaran R.M., Xia Z., Freymueller J.T., Fusso L. Cascading rupture of a megathrust // Science Advances. 2022. V. 8. № 18. doi: 10.1126/sciadv.abm4131
  21. Freed A.M., Burgmann R. Evidence of power-law flow in the Mojave desert mantle // Nature. 2004. V. 430(6999). P. 548–551. doi: 10.1038/nature02784
  22. Freed A.M., Burgmann R., Calais E., Freymueller J., Hreinsdottir S. Implications of deformation following the 2002 Denali, Alaska, earthquake for postseismic relaxation processes and lithospheric rheology // J. Geophys. Res.-Solid Earth. 2006a. V. 111(B1). doi: 10.1029/2005jb003894
  23. Freed A.M., Burgmann R., Calais E., Freymueller J. Stress-dependent power-law flow in the upper mantle following the 2002 Denali, Alaska, earthquake // Earth Planet. Sci. Lett. 2006b. V. 252(3–4). P. 481–489. doi: 10.1016/j.epsl.2006.10.011
  24. Freed A.M. Afterslip (and only afterslip) following the 2004 Parkfield, California, earthquake // Geoph. Res. Lett. 2006b. V. 34. L06312. doi: 10.1029/2006GL029155
  25. Johnson K.M., Burgmann R., Freymueller J.T. Coupled afterslip and viscoelastic flow following the 2002 Denali Fault, Alaska earthquake // Geophys. J. Int. 2009. V. 176. P. 670–682. doi: 10.1111/j.1365-246X.2008.04029.x
  26. Liu C., Lay T., Xiong X. The 29 July 2021 Mw 8.2 Chignik, Alaska Peninsula earthquake rupture inferred from seismic and geodetic observations: Re-rupture of the western 2/3 of the 1938 rupture zone // Geophys. Res. Lett. 2022 V. 49. e2021GL096004.
  27. Liu K., Geng J., Wen Y., Ortega-Culaciati F., Comte D. Very early postseismic deformation following the 2015 Mw 8.3 Illapel earthquake, Chile revealed from kinematic GPS // Geophys. Res. Lett. 2022. V. 49. e2022GL098526.
  28. Lomnitz C. Linear dissipation in solids // J. Appl. Phys. 1957. V. 8. №2. P. 201–205. doi: 10.1063/1.1722707
  29. Marone C., Scholz C.H., Bilham R. On the mechanics of earthquake afterslip. // J. Geophys. Res.1991. V. 96. P. 8441–8452.
  30. Narteau C., Shebalin P., Holschneider M. Temporal limits of the power law aftershock decay rate // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. P. B2359. doi: 10.1029/2002JB001868
  31. Perfettini H., Avouac J.P. Postseismic relaxation driven by brittle creep: A possible mechanism to reconcile geodetic measurements and the decay rate of aftershocks, application to the Chi-Chi earthquake, Taiwan // J. Geophys. Res.-Solid Earth. 2004. V. 109(B2). doi: 10.1029/2003jb002488
  32. Perfettini H., Avouac J.-P., Ruegg J.-C. Geodetic displacements and aftershocks following the 2001 Mw = 8.4 Peru earthquake: Implications for the mechanics of the earthquake cycle along subduction zones // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. P. B09404. doi: 10.1029/2004JB003522
  33. Pollitz F.F. Transient rheology of the upper mantle beneath central Alaska inferred from the crustal velocity field following the 2002 Denali earthquake // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. P. B08407. doi: 10.1029/2005JB003672
  34. Rice J.R., Lapusta N., Ranjith K. Rate and state dependent friction and the stability of sliding between elastically deformable solids // J. Mech. Phys. Sol. 2001. V. 49. P. 1865–1898.
  35. Scholz C. Mechanism of Creep in Brittle Rock // J. Geophys. Res. 1968a. V. 73. № 10. P. 3295–3302.
  36. Scholz C. Microfractures, aftershocks, and seismicity // Bull. Seism. Soc. Am. 1968b. V. 58. P. 1117–1130.
  37. Thingbaijam K.K.S., Mai M.P., Goda K. New empirical earthquake source-scaling laws // BSSA. 2017. V. 107. № 5. P. 2225–2246. doi: 10.1785/0120170017
  38. Xiang Y., Bian Y., Liu J., Xing Y. Insights into Very Early Afterslip Associated with the 2021 M8.2 Chignik, Alaska Earthquake Using Subdaily GNSS Solutions // Remote Sens. 2023. V. 15. P. 5469. https://doi.org/10.3390/rs15235469

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Magnitudes of the aftershocks of the Chignik earthquake: (a) – on a linear time scale; (b) – on a logarithmic scale. The time after the main event is postponed along the abscissa axis. Asterisks mark two strongest aftershocks: 1 – 08/14/2021, M6.9 (16th day after the earthquake); 2 – 10/11/2021, M6.9 (74th day after the earthquake). The red dots show estimates of the representative magnitude of Mc

下载 (341KB)
索引源数据
3. Fig. 2. The study area and the horizontal movements of GPS points. The blue circles show the aftershocks of the Chignik earthquake, the size of the circles is proportional to the magnitude. The red circle is the epicenter of the Chignik. Purple circles with numbers 16 and 74 inside are the strongest aftershocks on 08/14/2021, M6.9 (16th day after the earthquake) and 10/11/2021, M6.9 (74th day after the earthquake), indicated by numbers 1 and 2 in Fig. 1. Triangles are GPS points, their codes are signed on top. The inserts show the movements of points on a single scale, their position is taken as zero on 01.01.2009, the arrows are the direction of time, the coseismic displacements are marked by the year and magnitude of the earthquake.

下载 (244KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Shifts of GPS points in time from their positions on 07/29/2021.

下载 (154KB)
索引源数据
5. Fig. 4. The rate of displacement of GPS points (the first 90 days). The horizontal curves show the estimation errors.

下载 (166KB)
索引源数据
6. Fig. 5. The rate of displacement of GPS points in semi-logarithmic (a) and double logarithmic (b) scales. The horizontal curves show the estimation errors. The dotted line in Fig. (b) shows the 1/t line corresponding to logarithmic creep.

下载 (244KB)
索引源数据
7. Fig. 6. The displacement of GPS points (points) and its logarithmic approximation of the form q tln (1 + at ) + 1 (lines): (a) – for the entire time interval; (b) – before the strong aftershock of 11.10.2021 M6.9 (74th day after the Chignik earthquake); in Fig. (a) the arrow indicates the coseismic displacements from this aftershock.

下载 (303KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Displacements of the GPS AC13 point and cumulative aftershock displacement: 1 – displacements of the GPS point; 2 – its logarithmic approximation; 3 – total aftershock cumulative displacement calculated by the formula (5); 4 – cumulative displacement after excluding the movement of a strong aftershock on 08/14/2021, M6.9, shown by the arrow.

下载 (132KB)
索引源数据
9. Fig. 8. The scattering diagram of the values of the cumulative aftershock displacement u and displacement D of GPS points: (a) – the absolute values of the displacements of GPS points; (b) – the normalized values of the displacements of GPS points; the arrows show and sign the times of two strong aftershocks.

下载 (226KB)
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».