Identifying zones of possible earthquake focus in areas of newest tectogenesis based on geological-geomorphological factors and fuzzy logic tools (on the example of the Greater Caucasus)

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

16 morphometric relief parameters have been established, the positive anomalies of which correspond to seismically active areas in the Greater Caucasus region. Analysis of the four most informative parameters using the γ-operator in fuzzy logic has made it possible to create a scheme for a neotectonic activity index. This index was used together with the results of computer geodynamic modeling to identify zones of potential earthquake epicenters. This approach does not require detailed information on modern and past seismic activity, and can therefore be applied to areas that are seismologically understudied. In addition, a relationship between modern deformation and seismic activity is shown, as well as the possibilities of using the technique developed by Yu.V. Nechaev [Nechaev, 2010] to identify active fault zones.

About the authors

A. L. Sobisevich

Sсhmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242

G. M. Steblov

Sсhmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences; Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics, Russian Academy of Sciences

Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242; Profsoyuznaya str., 84/32, Moscow, 117997

A. O. Agibalov

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

Email: alekssencov@yandex.ru

Faculty of Geology, Moscow State University

Russian Federation, Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991; Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242

I. M. Aleshin

Sсhmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242

G. R. Balashov

Sсhmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242

A. D. Kondratov

Sсhmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242

V. M. Makeev

Sergeev Institute of Environmental Geoscience Russian Academy of Science

Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Ulansky lane, 13, bld. 2, Moscow, 101000

V. P. Perederin

Sсhmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242

F. V. Perederin

Sсhmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242

N. K. Rosenberg

Sсhmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242

A. A. Sentsov

Sсhmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242

K. I. Kholodkov

Sсhmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences

Email: alekssencov@yandex.ru
Russian Federation, Bolshaya Gruzinskaya str., 10, bld. 1, Moscow, 123242

K. V. Fadeeva

Moscow State University

Email: alekssencov@yandex.ru

Faculty of Geology

Russian Federation, Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991

References

  1. База данных скоростей ГАО РАН. URL: https://www.gaoran.ru/russian/database/station/databasev_rus.html. Дата обращения 24.04.2024
  2. Гвишиани А.Д., Дзебоев Б.А., Агаян С.М., Белов И.О., Николова Ю.И. Нечеткие множества высокосейсмичных пересечений морфоструктурных линеаментов на Кавказе и в регионе Алтай-Саяны Прибайкалье // Вулканология и сейсмология. 2021. № 2. С. 3–10.
  3. Гончаров М.А., Талицкий В.Г., Фролова Н.С. Введение в тектонофизику / Отв. ред. Н.В. Короновский. М.: КДУ, 2005. 496 с.
  4. Делоне Б.Н. О пустоте сферы // Изв. АН СССР. ОМЕН. 1934. № 4. С. 793–800.
  5. Демидова Г.Л., Лукичев Д.В. Регуляторы на основе нечеткой логики в системах управления техническими объектами. СПб.: Университет ИТМО, 2017. 81 с.
  6. Дзебоев Б.А., Гвишиани А.Д., Белов И.О., Татаринов В.Н., Агаян С.М., Барыкина Ю.В. Распознавание мест возможного возникновения сильных землетрясений на основе алгоритма с единственным чистым классом обучения. I. Алтай‒Саяны‒Прибайкалье. М ≥6.0 // Физика Земли. 2019. № 4. С. 33–47.
  7. Короновский Н.В. Геология России и сопредельных территорий. М.: Академия, 2011. 240 с.
  8. Костенко Н.П. Геоморфология. М.: МГУ, 1999. 379 с.
  9. Лукк А.А., Шевченко В.И. Сейсмичность, тектоника и GPS-геодинамика Кавказа // Физика Земли. 2019. № 4. С. 99–123.
  10. Милюков В.К., Миронов А.П., Овсюченко А.Н., Горбатиков А.В., Стеблов Г.М., Корженков А.М., Дробышев В.Н., Хубаев Х.М., Агибалов А.О., Сенцов А.А., Dogan U., Ergintav S. Современные тектонические движения Западного Кавказа и Предкавказья по ГНСС наблюдениям // Геотектоника. 2022. № 1. С. 51–67.
  11. Миронов А.П., Милюков В.К., Стеблов Г.М., Дробышев В.Н., Кусраев А.Г., Хубаев Х.М. Деформации земной коры в осетинском регионе Большого Кавказа по данным ГНСС-измерений // Геофизические процессы и биосфера. 2021. T. 20. № 4. С. 122–137.
  12. Нетребин П.Б. Морфометрический анализ рельефа Большого Кавказа / Дисс. … канд. географ. наук. Краснодар, 2012. 227 с.
  13. Нечаев Ю.В. Линеаменты и тектоническая раздробленность: дистанционное изучение внутреннего строения литосферы / Под ред. акад. А.О. Глико. М.: ИФЗ РАН, 2010. 215 с.
  14. Ребецкий Ю.Л., Сим Л.А., Маринин А.В. От зеркал скольжения к тектоническим напряжениям. Методики и алгоритмы. М.: ГЕОС, 2017. 234 с.
  15. Руководство по безопасности при использовании атомной энергии РБ-19-18. URL: https://docs.cntd.ru/document/556827973?ysclid=lspa4wak1l9308334. Дата обращения 17.02.2024а
  16. Руководство пользователя “Analysis Package Reservoir Modelling System (RMS)”. URL: www.geodisaster.ru/index.php?page=uchebnye-posobiya-2. Дата обращения: 20.02.2024б
  17. Сейсмический каталог Международного сейсмологического центра (ISC). URL: https://isc.ac.uk/iscbulletin/search/bulletin/. Дата обращения 20.04.2024
  18. Сенцов А.А. Сейсмотектоника опасных областей Восточно-Европейской платформы / Дисс. … канд. геол.-мин. наук. М., 2022. 116 с.
  19. Симонов Ю.Г. Объяснительная морфометрия рельефа. М.: ГЕОС, 1999. 250 с.
  20. Справочник по инструментам ArcGis Pro. URL: https://pro.arcgis.com/ru/pro-app/latest/tool-reference. Дата обращения 20.04.2024
  21. Стеблов Г.М., Агибалов А.О., Макеев В.М., Передерин В.П., Передерин Ф.В., Сенцов А.А. К проблеме оценки максимально возможных магнитуд землетрясений острова Сахалин различными методами // Вопросы инженерной сейсмологии. 2023. Т. 50. № 4. С. 25–35.
  22. Стеблов Г.М., Агибалов А.О., Мельник Г.Э., Передерин В.П., Передерин Ф.В., Сенцов А.А. Анализ современных движений и деформаций земной коры по данным ГНСС // Физика Земли. 2022. № 4. С. 19–29.
  23. Трегуб А.И. Морфоструктура Онежского полуострова и дна прилегающей акватории Белого моря на основе статистических моделей рельефа и морфографического анализа // Вестник ВГУ. Серия: Геология. 2010. № 2. С. 59–64.
  24. Философов В.П. Краткое руководство по морфометрическому методу поисков тектонических структур / Под ред. А.А. Корженевского. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1960. 91 с.
  25. Цифровая модель рельефа. URL: http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/. Дата обращения 22.04.2024
  26. Abdulrazzaq Z.T., Agbasi O.E., Aziz N.A., Sunday E.E. Identification of potential groundwater locations using geophysical data and fuzzy gamma operator model in Imo, Southeastern Nigeria // Applied Water Science. 2020. V. 10. № 188.
  27. Balamurugan G., Ramesh V., Touthang M. Landslide susceptibility zonation mapping using frequency ratio and fuzzy gamma operator models in part of NH-39, Manipur, India // Nat Hazards. 2016. V. 84. P. 465–488.
  28. Lehner B., Grill G. Global River hydrography and network routing: baseline data and new approaches to study the world’s large river systems // Hydrological Processes. 2013. № 27(15). P. 2171–2186.
  29. Sema H.V., Guru B., Veerappan R. Fuzzy gamma operator model for preparing landslide susceptibility zonation mapping in parts of Kohima Town, Nagaland, India // Modeling Earth Systems and Environment. 2017. V. 3. P. 499–514.
  30. Tanaka H., Asai K. Fuzzy linear programming problems with fuzzy numbers // Fuzzy Sets and Systems. 1984. V. 13. № 1. P. 1–10.
  31. Tangestani M.H. Landslide susceptibility mapping using the fuzzy gamma approach in a GIS, Kakan catchment area, southwest Iran // Australian Journal of Earth Sciences. 2004. V. 51. № 1. P. 439–450.
  32. 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.
  33. 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. P. 4489–4503.
  34. Zimmerman H.J. Fuzzy set theory and it applications. Boston, Dordrecht, London: Kluwer Academic Publishers, 1996. 435 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».