The October 18 and 25, 2017 earthquakes in Western Transbaikalia: modern activity of local faults

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

We consider two earthquakes which occurred on October 18, 2017 and October 25, 2017 in Western Transbaikalia. In spite of both the events are of moderate energy level, they can be regarded as significant for the study region, as such events are rarely registered there in comparison with the adjacent active areas of the Baikal rift zone. Focal mechanisms of both the earthquakes, based on surface wave amplitude spectra, demonstrate that their sources were formed under influence of dominating subhorizontal latitudinal compression and inclined or subvertical NW-SE extension that is common for Western Transbaikalia. Scalar seismic moments (M0), moment magnitudes (Mw) and source depths (h) have also been determined: M0 = 5.0·1015 N·m, Mw = 4.4 and h = 7 km for the October 18, 2017 earthquake and M0 = 3.5·1015 N·m, Mw = 4.3 and h = 29 km for the October 25, 2017. The considered events caused noticeable macroseismic effects in the near field zones; maximum observed intensity is IV–V and V (MSK-64) for the October 18 and 25, 2017 earthquakes, respectively. Based on the data obtained, the current activity of faults in the study area is considered. The obtained results can be used in seismic hazard assessment for the territory of Western Transbaikalia.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Ya. B. Radziminovich

Federal Research Center, Geophysical Survey of RAS; Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics of RAS

Author for correspondence.
Email: yan.radziminovich@gmail.com

Baikal Branch of Federal Research Center, Geophysical Survey of RAS

Russian Federation, Lermontov str., 128, Irkutsk, 664033; Profsoyuznaya str., 84/32, Moscow, 117997

A. I. Filippova

Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics of RAS; Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of RAS

Email: aleirk@mail.ru
Russian Federation, Profsoyuznaya str., 84/32, Moscow, 117997; Kaluzhskoe Highway, 4, Moscow, Troitsk, 142190

V. I. Melnikova

Federal Research Center, Geophysical Survey of RAS; Institute of the Earth’s Crust of SB RAS

Email: vimel@crust.irk.ru

Baikal Branch of Federal Research Center, Geophysical Survey of RAS

Russian Federation, Lermontov str., 128, Irkutsk, 664033; Lermontov str., 128, Irkutsk, 664033

N. A. Gileva

Federal Research Center, Geophysical Survey of RAS

Email: nagileva@crust.irk.ru

Baikal Branch 

Russian Federation, Lermontov str., 128, Irkutsk, 664033

References

  1. Букчин Б.Г. Об определении параметров очага землетрясения по записям поверхностных волн в случае неточного задания характеристик среды // Известия АН СССР. Серия Физика Земли. 1989. № 9. С. 34–41.
  2. Гилёва Н.А., Хритова М.А. Состояние и перспективы детальной обработки землетрясений Прибайкалья и Забайкалья // Российский сейсмологический журнал. 2023. Т. 5. № 2. С. 77–99. https://doi.org/10.35540/2686-7907.2023.2.06
  3. Голенецкий С.И., Демьянович М.Г., Семенов Р.М., Ясько В.Г., Авдеев В.А., Кашкин В.Ф., Мишарина Л.А., Серебренников С.П. Сейсмичность района Оронгойских впадин и землетрясение 2 октября 1980 г. в Западном Забайкалье // Геология и геофизика. 1982. № 9. С. 45–54.
  4. Голенецкий С.И., Курушин Р.А., Николаев В.В. Землетрясение 13.05.1989 г. на границе с Монголией // Землетрясения в СССР в 1989 году. М.: Наука, 1993. С. 101–112.
  5. Голенецкий С.И., Пшенников К.В. О землетрясении 7 февраля 1957 г. в Северной Монголии // Бюллетень совета по сейсмологии АН СССР № 10 (Вопросы сейсмотектоники Прибайкалья и смежных территорий). М.: Изд-во АН СССР, 1960. С. 98–107.
  6. Землетрясения и основы сейсмического районирования Монголии / Ред. В.П. Солоненко, Н.А. Флоренсов. М.: Наука, 1985. 224 с.
  7. Карта разломов юга Восточной Сибири. Масштаб 1:1500000 / Ред. П.М. Хренов. Л.: ВСЕГЕИ, 1982.
  8. 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.
  9. Лунина О.В. Цифровая карта разломов для плиоцен-четвертичного этапа развития земной коры юга Восточной Сибири и сопредельной территории Северной Монголии // Геодинамика и тектонофизика. 2016. Т. 7. № 3. С. 407–434. https://doi.org/10.5800/GT-2016-7-3-0215
  10. Лунина О.В., Гладков А.С. Разломно-блоковое строение и напряженное состояние земной коры Гусиноозерской впадины и прилегающей территории (Западное Забайкалье) // Геотектоника. 2009. № 1. С. 78–96.
  11. Мельникова В.И., Гилева Н.А., Арефьев С.С., Быкова В.В., Середкина А.И. Култукское землетрясение 2008 г. с Мw = 6.3 на юге Байкала: напряженно-деформированное состояние очаговой области по данным об афтершоках // Физика Земли. 2013. № 4. С. 120–134.
  12. Мельникова В.И., Середкина А.И., Радзиминович Я.Б., Мельников А.И., Гилева Н.А., Тубанов Ц.А. Заганское землетрясение 01.02.2011 г. в слабоактивном районе Западного Забайкалья: наблюдения и анализ // Вопросы инженерной сейсмологии. 2015. Т. 42. № 3. С. 55–70.
  13. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. / Ред. Н.В. Кондорская, Н.В. Шебалин. М.: Наука, 1977. 535 с.
  14. Радзиминович Я.Б. Землетрясение 9 октября 1864 года в Западном Забайкалье // Вулканология и сейсмология. 2014. № 5. С. 60–69. https://doi.org/10.7868/S0203030614050071
  15. Семинский К.Ж., Радзиминович Я.Б. Поперечные размеры и латеральная зональность Байкальского сейсмического пояса // Докл. РАН. 2011. Т. 438. № 1. С. 114–117.
  16. 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.
  17. Середкина А.И., Козьмин Б.М. Очаговые параметры Таймырского землетрясения 9 июня 1990 г. // Докл. РАН. 2017. Т. 473. № 2. С. 214–217. https://doi.org/10.7868/S0869565217060202
  18. Середкина А.И., Мельникова В.И. Тензор сейсмического момента землетрясений Прибайкалья по амплитудным спектрам поверхностных волн // Физика Земли. 2014. № 3. С. 103–114. https://doi.org/10.7868/S0002333714030090
  19. Смекалин О.П., Ескин А.Ю. Палеосейсмологические исследования в зоне Чикойского разлома (Южное Забайкалье) // Вопросы инженерной сейсмологии. 2022. Т. 49. № 3. C. 95–112. https://doi.org/10.21455/VIS2022.3-5
  20. Смекалин О.П., Чипизубов А.В., Радзиминович Н.А., Имаев В.С. Сейсмическая активность Хамбинского разлома (Юго-Западное Забайкалье) // Геология и геофизика. 2019. Т. 60. № 6. С. 881–895. https://doi.org/10.15372/GiG2019034
  21. СП 14.13330.2018. СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах. М.: Стандартинформ, 2018. 117 с.
  22. Фомочкина А.С., Букчин Б.Г. Определение параметров очагов региональных землетрясений по записям поверхностных волн // Российский сейсмологический журнал. 2020. Т. 2. № 4. С. 16–27. https://doi.org/10.35540/2686-7907.2020.4.02
  23. Чипизубов А.В. Сильные землетрясения Прибайкалья по макросейсмическим данным // Вопросы инженерной сейсмологии. 2009. Т. 36. № 2. С. 31–46.
  24. Шебалин Н.В. Количественная макросейсмика (фрагменты незавершенной монографии) // Вычислительная сейсмология. Вып. 34. М.: ГЕОС, 2003. С. 57–200.
  25. 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
  26. 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
  27. Bird P. An updated digital model of plate boundaries // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2003. V. 4. 1027. https://doi.org/10.1029/2001GC000252
  28. Bukchin B. Determination of stress glut moments of total degree 2 from teleseismic surface wave amplitude spectra // Tectonophysics. 1995. V. 248. P. 185–191. https://doi.org/10.1016/0040-1951(94)00271-A
  29. Di Giacomo D., Bondár I., Storchak D.A., Engdahl E.R., Bormann P., Harris J. ISC-GEM: Global Instrumental Earthquake Catalogue (1900–2009), III. Re-computed MS and mb, proxy MW, final magnitude composition and completeness assessment // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2015. V. 239. P. 33–47. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2014.06.005
  30. Dziewonski A.M., Anderson D.L. Preliminary Reference Earth Model // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1981. V. 25. P. 297–356. https://doi.org/10.1016/0031-9201(81)90046-7
  31. Filippova A.I., Bukchin B.G., Fomochkina A.S., Melnikova V.I., Radziminovich Ya.B., Gileva N.A. Source process of the September 21, 2020 Mw 5.6 Bystraya earthquake at the south-eastern segment of the Main Sayan fault (Eastern Siberia, Russia) // Tectonophysics. 2022. V. 822. 229162. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2021.229162
  32. Hanks T., Kanamori H. A moment magnitude scale // Journal of Geophysical Research. 1979. V. 84. P. 2348–2350. https://doi.org/10.1029/JB084iB05p02348
  33. 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
  34. Heidbach O., Rajabi M., Reiter K., Ziegler M. World Stress Map 2016, GFZ Data Service. 2016. https://doi.org/10.5880/WSM.2016.002
  35. Heidbach O., Tingay M., Barth A., Reinecker J., Kurfeß D., Müller B. Global crustal stress pattern based on the World Stress Map database release 2008 // Tectonophysics. 2010. V. 482. P. 3–15. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2009.07.023
  36. Karagianni I., Papazachos C.B., Scordilis E.M., Karakaisis G.F. Reviewing the active stress field in Central Asia by using a modified stress tensor approach // Journal of Seismology. 2015. V. 19. P. 541–565. https://doi.org/10.1007/s10950-015-9481-4
  37. 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 (Мw = 5.2) and 1995 July 21 Yongen (Мw = 5.6) earthquakes near the Haiyuan fault (Gansu, China) // Geophys. J. Int. 2001. V. 144. P. 206–220. https://doi.org/10.1046/j.1365-246x.2001.00313.x
  38. Melnikova V.I., Seredkina A.I., Radziminovich Y.B., Melnikov A.I., Gilyova N.A. The February 1, 2011 Мw 4.7 earthquake: Evidence of local extension in western Transbaikalia (Eastern Siberia) // Journal of Asian Earth Sciences. 2017. V. 135. P. 110–121. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2016.12.031
  39. Nataf H.-C., Ricard Y. 3SMAC: on a priori tomographic model of the upper mantle based on geophysical modeling // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1996. V. 95. P. 101–122. https://doi.org/10.1016/0031-9201(95)03105-7
  40. Radziminovich Y.B. November 13, 1898 earthquake in Western Transbaikalia: a “white spot” in seismic history of East Siberia // Journal of Seismology. 2014. V. 18. P. 93–107. https://doi.org/s10950-013-9403-2
  41. Rautian T.G., Khalturin V.I., Fujita K., Mackey K.G., Kendall A.D. Origins and methodology of the Russian energy K-class system and its relationship to magnitude scales // Seismological Research Letters. 2007. V. 78. P. 579–590. https://doi.org/10.1785/gssrl.78.6.579
  42. 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
  43. Seredkina A., Melnikova V., Radziminovich Y., Gileva N. Seismicity of the Erguna region (Northeastern China): evidence for local stress redistribution // Bull. Seism. Soc. Am. 2020. V. 110. P. 803–815. https://doi.org/10.1785/0120190182
  44. Seredkina A.I., Kozhevnikov V.M., Melnikova V.I., Solovey O.A. Seismicity and S-wave velocity structure of the crust and the upper mantle in the Baikal rift and adjacent regions // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2016. V. 261. P. 152–160. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2016.10.011
  45. 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. P. 1211–1224. https://doi.org/10.1007/s10950-018-9762-9
  46. Solonenko A., Solonenko N., Melnikova V., Shteiman E. The seismicity and earthquake focal mechanisms of the Baikal rift zone // Bulletin des Centres de Recherches Exploration-Production Elf Aquitaine. 1997. V. 21. P. 207–231.
  47. Storchak D.A., Di Giacomo D., Engdahl E.R., Harris J., Bondár I., Lee W.H.K., Bormann P., Villaseñor A. The ISC-GEM global instrumental earthquake catalogue (1900–2009): introduction // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2015. V. 239. P. 48–63. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2014.06.009
  48. Zelenin E., Bachmanov D., Garipova S., Trifonov V., Kozhurin A. 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. https://doi.org/10.5194/essd-14-4489-2022

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Seismicity of Western Transbaikalia and adjacent areas of the BRZ. Green circles indicate the epicenters of earthquakes of the historical and early instrumental period (1900–1959, MLH ≥5.0) according to [Novyi…, 1977], red circles indicate the epicenters of earthquakes of the instrumental period of seismological observations (1960–2017, Mw ≥3.5) according to the Baikal Branch of the Federal Research Center of Geological Survey of the Russian Academy of Sciences. Moment magnitudes Mw, in the absence of direct determinations, are given according to the ISC-GEM catalog [Storchak et al., 2015; Di Giacomo et al., 2015] or calculated based on the values ​​of the KR energy class [Rautian et al., 2007] using the relationship from [Seredkina, Gileva, 2016]. Diamonds indicate seismic dislocations in the Khambinsky (1) and Chikoisky (2) fault zones. Blue circles with an asterisk indicate the epicenters of the earthquakes under consideration. The red dotted line indicates the boundary between the Eurasian and Amur lithospheric plates, according to [Bird, 2003].

Download (48KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The location of the epicenters of the earthquakes of 18.10.2017 (a) and 25.10.2017 (b) (circle with an asterisk) relative to the regional seismic stations, the data of which were used in processing the observation materials. The station codes correspond to the international standard. The insets show the positions of the epicenters determined by various seismological agencies and the error ellipses (see Table 1).

Download (48KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The seismic stations used with examples of record filtering for the earthquakes of 18.10.2017 (a) and 25.10.2017 (b–d). The station codes correspond to the international standard. LHZ is the vertical component of the record, LHT is the transverse component of the record (the result of rotation of the horizontal components directed to the east and north). c, d – SWAN diagrams of the record of the earthquake of 25.10.2017 on the transverse (LHT) component of the MAJO station (azm = 118°, ∆ = 2779 km) before (c) and after (d) filtering. The red and blue colors on the SWAN diagrams indicate the maximum and minimum signal amplitude, respectively. The dispersion curves of the group velocity are shown by the pink curves.

Download (59KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Focal parameters of the earthquakes of 18.10.2017 (a, b) and 25.10.2017 (c, d): focal mechanism (a, c) and dependence of the partial function of the normalized residual on the focal depth (b, d). Notations: NP – nodal plane, T/P axis – extension/compression axis, STK – strike direction, DIP – dip angle, SLIP – slip angle, Az – azimuth, PL – immersion angle.

Download (21KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Macroseismic manifestations of the earthquakes of 18.10.2017 (a) and 25.10.2017 (b). The numbers of observation points correspond to Tables 2 and 3, respectively.

Download (71KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Normalized amplitude spectra of surface waves for the earthquakes of 18.10.2017 (a) and 25.10.2017 (b). Black curves correspond to the observed spectra, red ones to the synthetic ones, satisfying the estimates of focal parameters obtained in this work (see Fig. 4).

Download (67KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Possible tectonic position of the earthquakes of 18.10.2017 according to [Zelenin et al., 2022] (a) and 25.10.2017 according to [Lunina, 2016] (b) and [Map…, 1982] (c). The faults with which the sources of the earthquakes in question are presumably associated are marked in red.

Download (58KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Focal mechanisms of the Lake Baikal basin and Western Transbaikalia for the period 1950–2017. For the Lake Baikal basin, only the strongest events are shown, for the territory of Western Transbaikalia – all earthquakes for which focal mechanism solutions are available for the specified period. Focal mechanisms in the projection of the lower hemisphere are given according to the works [Solonenko et al., 1997; Seredkina, Melnikova, 2014; Melnikova et al., 2017].

Download (34KB)
Indexing metadata

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».