Спектральные характеристики землетрясений Ключевской группы вулканов

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Ключевская группа вулканов – уникальный вулканический кластер, в том числе с точки зрения сейсмологии. Здесь наблюдаются классические высокочастотные и длиннопериодные землетрясения разной глубинности, а установка временных станций в рамках проекта KISS позволила применить новые методы для классификации наблюдающейся сейсмичности. В исследовании были использованы два метода определения сейсмических моментов. Впервые применен метод спектральных отношений, позволивший оценить сейсмические моменты и, соответственно, моментные магнитуды диапазона Мw = 1–3. Также выполнена независимая оценка сейсмических моментов с помощью спектрального метода по уровню низкочастотной площадки амплитудного спектра смещений объемных волн, проведено сопоставление с локальной магнитудой.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. П. Молокова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: molokova.ap18@physics.msu.ru
Россия, Москва, 119991; Москва, 117997

А. А. Скоркина

Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН

Email: molokova.ap18@physics.msu.ru
Россия, Москва, 117997

В. Б. Смирнов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: molokova.ap18@physics.msu.ru
Россия, Москва, 119991; Москва, 123242

Список литературы

  1. Абубакиров И.Р., Гусев А.А., Гусева Е.М., Павлов В.М., Скоркина А.А. Массовое определение моментных магнитуд Mw и установление связи Mw–ML для камчатских субдукционных землетрясений // Физика Земли. 2018. № 1. С. 158–172.
  2. Гусев А.А., Скоркина А.А. Эмпирические спектральные характеристики среды вблизи сейсмических станций сильных движений Камчатки // Геология и геофизика. 2020. Т. 61. № 2. С. 275–287.
  3. Гусев А.А., Скоркина А.А., Чебров Д.В. Очаговые спектральные параметры землетрясений Восточной Камчатки диапазона Mw = 3–6 по данным поперечных волн // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2017. № 3. Вып. 35. С. 36–49.
  4. Кирюхин А.В., Бергаль-Кувикас О.В., Лемзиков М.В., Журавлев Н.Б. Магматическая система Ключевского вулкана по сейсмическим данным и их геомеханической интерпретации // Записки горного института. 2023. № 263. С. 698–714.
  5. Лемзиков В.К., Лемзиков М.В. Оценки поглощения энергии сейсмических волн на близких расстояниях от вулкана Кизимен (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2020. № 4. С. 3–12.
  6. Молокова А.П. Идентификация типов вулканических землетрясений под Ключевской группой вулканов на Камчатке. Бакалаврский диплом. МГУ, Москва. 2022 г. 55 с.
  7. Сенюков С.Л., Дрознин Д.В., Дрознина С.Я., Шапиро Н.М., Нуждина И.Н., Кожевникова Т.Ю., Соболевская О.В., Назарова З.А., Должикова А.Н., Толокнова С.Л., Карпенко Е.А. Каталог землетрясений по данным сети KISS в 2015–2016 гг. Проблемы комплексного геофизического мониторинга сейсмоактивных регионов. 2021. C. 216–220.
  8. Скоркина А.А., Гусев А.А. Определение набора характерных частот очаговых спектров для субдукционных землетрясений Авачинского залива (Камчатка) // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 7. С. 1057–1068.
  9. Федотов С.А. Магматические питающие системы и механизм извержений вулканов. М.: Наука. 2006. 455 с
  10. Черкашин Р.И., Бергаль-Кувикас О.В., Чугаев А.В., Ларионова Ю.О., Биндеман И.Н., Хомчановский А.Л., Плутахина Е.Ю. Условия генерации и источники магм вершинного и побочного извержений вулкана Ключевской в 2020–2021 гг.: изотопно-геохимические (Sr-Nd-Pb-O) данные // Петрология. 2023. Т. 31. С. 264–280.
  11. Шапиро Н.М., Гордеев Е.И., Абкадыров И.Ф., Кулаков И.Ю., Яковлев А.В. Широкомасштабный полевой сейсмологический эксперимент для изучения Ключевской группы вулканов // Вестник ДВО РАН. 2017. № 1 (191). С. 75–78.
  12. Шебалин П.Н., Гвишиани А.Д., Дзебоев Б.А., Скоркина А.А. Почему необходимы новые подходы к оценке сейсмической опасности? // Докл. РАН. 2022. Т. 507. № 1. С. 91–97.
  13. Abercrombie R.E. Investigating uncertainties in empirical Green’s function analysis of earthquake source parameters // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2015. V. 120. № 6. P. 4263–4277.
  14. Aso N., Tsai V.C. Cooling magma model for deep volcanic long-period earthquakes // Journal of Geophysical Research. 2014. V. 119. P. 8442–8456.
  15. Bergal-Kuvikas O., Nakagawa M., Kuritani T., Muravyev Y., Malik N., Klimenko E., Amma-Miyasaka M., Matsumoto A., Shimada S. A petrological and geochemical study on time-series samples from Klyuchevskoy volcano, Kamchatka arc // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2017. V. 172. P. 1–16.
  16. Bergal-Kuvikas O.V., Chugaev A.V., Larionova Y.O., Cherkashin R.I., Nuzhdaev I.A., Muravyev Y.D. Major, Trace Element and Sr–Nd–Pb Isotopic Geochemistry of Gorshkov Vent (18.02–21.03.2021), Klyuchevskoy Volcano (Kamchatka, Russia): Restarting a New Cycle of Volcanic Activity? // Geochemistry International. 2023. V. 61. № 3. P. 302–309.
  17. Brune J.N. Tectonic stress and the spectra of seismic shear waves from earthquakes // Journal of Geophysical Research. 1970. V. 75. № 26. P. 4997–5009.
  18. Chouet B.A., Matoza R.S. A multi-decadal view of seismic methods for detecting precursors of magma movement and eruption // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2013. V. 252. P. 108–175.
  19. Kanamori H. The energy release in great earthquakes // Journal of Geophysical Research. 1977. V. 82. № 20. P. 2981–2987.
  20. Keilis-Borok V.I. Investigation of the Mechanism of Earthquakes. Soviet Research in Geophysics (English translation). 1960. V. 4. № 29. 201 p.
  21. Kettlety T., Kendall J. M., Roman D.C. Self‐similarity of seismic moment release to volume change scaling for volcanoes: a comparison with injection‐induced seismicity // Geophysical Research Letters. 2022. V. 49. № 23. e2022GL099369.
  22. Koulakov I., Shapiro N., Sens‐Schönfelder C., Luehr B., Gordeev E., Jakovlev A., Abkadyrov I., Chebrov D., Bushenkova N., Droznina S., Senyukov S., Novgorodova A., Stupina T. Mantle and crustal sources of magmatic activity of Klyuchevskoy and surrounding volcanoes in Kamchatka inferred from earthquake tomography // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2020. V. 125. № 10. e2020JB020097.
  23. Mayeda K., Malagnini L., Walter W. A new spectral ratio method using narrow band coda envelopes: Evidence for non‐self‐similarity in the Hector Mine sequence // Geophysical Research Letters. 2007. V. 34. № 11. L11303.
  24. McNutt S.R., Roman D.C. Volcanic seismicity. The Encyclopedia of Volcanoes. 2015. P. 1011–1034.
  25. Melnik O., Lyakhovsky V., Shapiro N., Galina N., Bergal-Kuvikas, O. Degassing of volatile reach basaltic magmas: source of deep long period volcanic earthquakes // Nature Communication. 2020. V. 11. № 1. P. 3918.
  26. Ruhl C.J., Abercrombie R.E., Smith K.D. Spatiotemporal variation of stress drop during the 2008 Mogul, Nevada, earthquake swarm // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2017. V. 122. № 10. P. 8163–8180.
  27. Sarao A., Moratto L., Giampiccolo E., Cocina O. Moment magnitude for earthquakes in the Etna volcano area // Geophysical Journal International. 2023. V. 234. № 3. P. 2519–2533.
  28. Shapiro N. M., Droznin D.V., Droznina S.Ya., Senyukov S.L., Gusev A.A., Gordeev E.I. Deep and shallow long-period volcanic seismicity linked by fluid-pressure transfer // Nature Geoscience. 2017. V. 10. № 6. P. 442–445.
  29. Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement // Bulletin of the Seismological Society of America. 1994. V. 84. № 4. P. 974–1002.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Карта расположения временных станций эксперимента KISS. Голубые круги – временные станции; красные звезды – вершины вулканов.

Скачать (751KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение записей по локальной магнитуде ML и гипоцентральному расстоянию. Синим отмечены точки записей с оптимальным отношением сигнал–шум и использующиеся в настоящем исследовании.

Скачать (462KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Гистограмма распределения глубин землетрясений под Ключевской группой вулканов.

Скачать (466KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Карта (а) и разрез (б) с землетрясениями под КГВ, записанными в рамках эксперимента KISS. Синие круги – ВЧ землетрясения; красные круги – ДП землетрясения; черные звезды – вершины вулканов.

Скачать (936KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Записи событий (сверху) и соответствующие им спектры Фурье сигнала и шума (снизу), нормированные на максимальную амплитуду из спектра сигнал/шум. Синий – запись шума; оранжевый – запись события. Для левой записи ВЧ землетрясения: SNR = 2.7, SNR* = 0.6; для правой записи ВЧ землетрясения: SNR = 3.6, SNR* = 3.0.

Скачать (723KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Очаговые спектры смещений (ОСС) сильного и слабого ДП (а) и ВЧ (б) землетрясений, цвет присваивается автоматически в соответствии со значением магнитуды ML, которая извлекается из каталога КФ. Параметры ДП землетрясений – 2015.11.28 15:54:05 с ML = 2.45 и 2015.11.28 14:37:21 с ML = 1.0; ВЧ землетрясений – 2015.10.20 17:06:30 с ML = 2.65 и 2015.11.20 12:28:19 с ML = 1.6.

Скачать (724KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Спектральные отношения сильного события к слабому для пары ДП (а) и ВЧ (б) землетрясений, спектры которых представлены на рис. 6.

Скачать (643KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Индивидуальные станционные спектры смещений (по оси ординат – ОСС или очаговый спектр смещений) для землетрясения 2015.11.28 (Mw = 2.1). Прямая линия – уровень площадки межстанционной медианы спектра на низких частотах, по которому определяется сейсмический момент.

Скачать (207KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Зависимость полученных моментных магнитуд Mw от локальной магнитуды ML для высокочастотных (синие) и длиннопериодных (красные) землетрясений.

Скачать (420KB)
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».