Региональные особенности затухания сейсмических волн на территории Северного Кавказа

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Получены новые обобщенные данные по затуханию сейсмических волн в литосфере Северного Кавказа в виде частотно-зависимой добротности среды Qс(f). Знания о неоднородностях распределения добротности как характеристики среды в регионе будут востребованы при проведении работ сейсмического районирования разной степени детальности. Информационной базой для исследования являлись цифровые записи 53-х сейсмических станций 800 локальных землетрясений умеренных магнитуд (1.8 ≤ М ≤ 5.5)*, равномерно распределенных по территории Северного Кавказа. При исследовании использовался метод огибающих кода-волн в модели однократного рассеяния. Для всей территории Северного Кавказа и для отдельных 7 зон рассчитаны средние аналитические выражения частотно-зависимой добротности среды Qс(f) и построены карты распределения значений добротности на частотах 1 и 4 Гц. Выявлено, что зоны наименьшей добротности соответствуют тектонически неоднородным областям, характеризующимся наличием сильной раздробленности в земной коре и повышенным уровнем флюидонасыщения. Зоны наибольшей добротности соответствуют областям растяжения литосферы, где преобладают землетрясения с механизмами очагов типа сброс.

* Здесь и далее в работе представлены магнитуды М, пересчитанные из энергетического класса по Раутиан по формуле M = (KP – 4) / 1.8.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Зверева

Единая геофизическая служба РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: zvereva.as59@gmail.com
Россия, Обнинск, 249035

И. П. Габсатарова

Единая геофизическая служба РАН

Email: zvereva.as59@gmail.com
Россия, Обнинск, 249035

Д. В. Лиходеев

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: zvereva.as59@gmail.com
Россия, Москва, 123242

Список литературы

  1. Аптикаева О.И., Арефьев С.С., Кветинский С.И., Копничев Ю.Ф., Мишаткин В.И. Неоднородности литосферы в очаговой зоне Рачинского землетрясения 1991 г. // Докл. АН СССР. 1995. Т. 344. № 4. С. 533–538.
  2. Аптикаева О.И. Поле поглощения поперечных волн в окрестностях очага Дагестанского 1970 г. землетрясения по короткопериодной коде // Труды института геологии Дагестанского научного центра РАН. 2020. № 2 (81). С. 48–56.
  3. База данных “Землетрясения России” [сайт]. [Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2023]. URL: http://eqru.gsras.ru/
  4. Белявский В.В. Геоэлектрическая модель центральной части Северного Кавказа и его флюидонасыщение // Физика Земли. 2023. № 4. С. 75–95.
  5. Габсатарова И.П., Зверева А.С. Сейсмический мониторинг Северного Кавказа в первую четверть XXI века. Современные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северного Кавказа. Т. XIII. М.: ИИЕТ РАН. 2023. С. 257–264.
  6. Добрынина А.А., Предеин П.А., Саньков В.А., Тубанов Ц.А., Санжиева Д.П.-Д., Горбунова Е.А. Пространственные вариации затухания сейсмических волн в Южнобайкальской впадине и прилегающих областях (Байкальский рифт) // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10. № 1. С. 147–166.
  7. Етирмишли Г.Д., Кязымова С.Э., Исмаилова С.С., Гаравелиев Э.С. Закатальское-III землетрясения 7 мая 2012 г. в 04h 40m с MLАзр = 5.6, I0 = 7 и Закатальское-IV в 14h15m с MLАзр = 5.7, I0 = 7 (Азербайджан). Землетрясения Северной Евразии. Вып. 21 (2012 г.). Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН. 2018. С. 332–344.
  8. Зверева А.С., Собисевич А.Л., Габсатарова И.П. Добротность геофизической среды восточной зоны Северного Кавказа // Физика Земли. 2024. № 1. С. 140–156.
  9. Казьмин В.Г., Лобковский Л.И., Пустовитенко Б.Г. Современная кинематика микроплит в Черноморско-Южно-Каспийском регионе // Океанология. 2004. Т. 44. № 4. С. 600–610.
  10. Кирсанов В.И., Павленко О.В. Оценки добротности коры и верхней мантии Северо-Восточного Кавказа по записям сейсмостанции “Махачкала” // Вопросы инженерной сейсмологии. Т. 46. № 2. 2019. С. 60–73.
  11. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Кольцевые структуры сейсмичности в районах Центрального Тянь-Шаня и Джунгарии: возможная подготовка сильных землетрясений // Вулканология и сейсмология. 2014. № 3. С. 65–73.
  12. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения S-волн в литосфере Кавказа и их связь с сейсмичностью // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18. № 3. С. 67–76. https://doi.org/10.21455/GPB2019.3-4
  13. Лиходеев Д.В. Программа построения комплексных карт геолого-геофизических параметров. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2019665442, 22.11.2019. Заявка № 2019664326 от 12.11.2019.
  14. Маловичко А.А., Габсатарова И.П., Лиходеев Д.В., Заклюковская А.С., Преснов Д.А. Развитие системы разномасштабного сейсмического мониторинга в районе вулкана Эльбрус // Сейсмические приборы. 2014. Т. 50. № 4. С. 47–57.
  15. Масуренков Ю.П., Собисевич А.Л., Комкова Л.А., Лаверова Н.И. Флюидно-магматические системы Северного Кавказа. М.: Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 2010. 280 с.
  16. Милановский Е.Е. Новейшая тектоника Кавказа. М.: Недра. 1968. 483 с.
  17. 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.
  18. Павленко В.А., Павленко О.В. Поглощение сейсмических волн в коре и верхней мантии в окрестностях сейсмостанции “Кисловодск” // Физика Земли. № 4. 2016. С. 24–34.
  19. Павленко О.В. Оценки добротности коры и верхней мантии в окрестностях Сочи и Анапы (Северный Кавказ) // Физика Земли. 2016. № 3. С. 19–30.
  20. Павленко О.В. Характеристики поглощения сейсмических волн в восточной части Северного Кавказа, оцененные по записям сейсмостанции “Махачкала” // Физика Земли. 2020. № 5. С. 36–45. doi: 10.31857/S0002333720050075
  21. Павленкова Г.А. Строение земной коры Кавказа по профилям ГСЗ Степное–Бакуриани и Волгоград–Нахичивань (результаты переинтерпретации первичных данных) // Физика Земли. 2012. № 5. С. 16–25.
  22. Раутиан Т.Г., Халтурин В.И., Закиров М.С, Земцова А.Г., Проскурин А.П., Пустовитенко Б.Г., Пустовитенко А.Н., Синельникова Л.Г., Филина А.Г.1, Шенгелия И.С. Экспериментальные исследования сейсмической коды. М.: Наука. 1981. 143 с. EDN: TQPOBT.
  23. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Лутиков А.И., Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Горбатиков А.В. Эндогенные опасности Большого Кавказа. М.: ИФЗ РАН. 2014. 256 с.
  24. Рогожин Е.А., Горбатиков А.В., Степанова М.Ю., Харазова Ю.В., Сысолин А.И., Андреева Н.В., Погребченко В.В., Червинчук С.Ю., Цзе Ч., Цзяо Лю., Овсюченко А.Н., Ларьков А.С. Глубинное строение Северо-Западного окончания Кавказа по новым геолого-геофизическим данным // Физика Земли. 2020. № 6. С. 48–65.
  25. СП 14.13330.2018 Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП 11-7 – 81. М.: Стандартинформ. 2018. 122 с.
  26. Трифонов В.Г., Соболева О.В., Трифонов Р.В., Востриков Г.А. Современная геодинамика Альпийско-Гималайского коллизионного пояса. М.: ГЕОС. 2002. 225 с.
  27. Хаин В.Е. Кавказ. Тектоническая карта. М: 1:5 500 000. Большая Советская Энциклопедия. 1973. Т. 11. С. 112–114. Khain V.E. (1973). [Caucasus. Tectonic map. – M: 1:5 500 000].
  28. Харазова Ю.В., Павленко О.В., Дудинский К.А. Связь характеристик распространения сейсмических волн на Западном Кавказе с геолого-тектоническими особенностями региона // Физика Земли. Т. 3. 2016. С. 68–81.
  29. Aki K., Chouet B. Origin of coda waves: source, attenuation, and scattering effects // J. Geophys Res. 1975. V. 80. № 23 P. 3322–3342. https://doi.org/10.1029/JB080i023p03322
  30. Dasović I., Herak M., Herak D. Coda-Q and its lapse time dependence analysis in the interaction zone of the Dinarides, the Alps and the Pannonian Basin // Phys. Chem. Earth. 2013. V. 63. P. 47–54. doi: 10.1016/j.pce.2013.03.001
  31. Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences (GSRAS). 1989. Seismic network of the European part of the Russian Federation [Data set]. International Federation of Digital Seismograph Networks. https://doi.org/10.7914/040r-yt67
  32. Giampiccolo E., Tiziana T. Regionalization and dependence of coda Q on frequency and lapse time in the seismically active Peloritani region (northeastern Sicily, Italy) // J. Seismol. 2018. V. 22. P. 1059–1074. doi: 10.1007/s10950-018-9750-0
  33. Havskov J., Voss P.H., Ottemöller L. Seismological observatory software: 30 Yr of SEISAN // Seismological Research Letters. 2020. V. 91(3). P. 1846–1852. doi: 10.1785/0220190313
  34. Koulakov I., Zabelina I., Amanatashvili I., Meskhia V. Nature of orogenesis and volcanism in the Caucasus region based on results of regional tomographyю Solid Earth. 2012. V. 3. P. 327–337. https://doi.org/10.5194/se-3-327-2012
  35. Ilia State University – Seismic Monitoring Centre of Georgia. 1988. National Seismic Network of Georgia [Data set]. International Federation of Digital Seismograph Networks. URL: http://www.ies.iliauni.edu.ge/
  36. Pulli J.J. Attenuation of coda waves in New England // Bulletin of the seismological society of America. 1984. V. 74(4). P. 1149–1166. https://doi.org/10.1785/BSSA0740041149
  37. Reilinger R.E., McClusky S.C., Souter B.J., Hamburger M.W., Prilepin M.T., Mishin A., Guseva T., Balassanian S. Preliminary estimates of plate convergence in the Caucasus collision zone from global positioning system measurements // Geophysical Research Letters. 1997. V. 24. P. 1815–1818. https://doi.org/10.1029/97GL01672
  38. Weatherall P.K. et al. // Earth Space Sci. 2015. V. 2. № 8. P. 331. doi: 10.1002/2015EA000107
  39. Zvereva A.S., Havskov J., Gabsatarova I.P. Regional variation of coda Q in Northwest Caucasus // J. Seismol. 2023. V. 27. P. 363–384. https://doi.org/10.1007/s10950-023-10154-8

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. (а) – Основные тектонические структуры [Рогожин и др., 2014]: СП – Ставропольское поднятие, ЛМЗ – Лабино-Малкинская зона, ДК – Дагестанский клин, ТКП – Терско-Каспийский прогиб, РВ – Рионская впадина, СЗК – Северо-Западный Кавказ, ЗЮС – зона южного склона. Серыми линиями показаны активные тектонические разломы [Трифонов и др., 2002]; звездами – эпицентры наиболее сильных землетрясений за инструментальный период наблюдений: 21.10.1905 г. Тебердинское с M = 6.4; 16.07.1963 г. Чхалтинское с M = 6.4; 14.05.1970 г. Дагестанское с M = 6.7; 28.07.1976 г. Черногорское с M = 6.1; 07.12.1988 г. Спитакское с M = 7.0; 29.04.1991 г. Рачинское с M = 6.9; 07.05.2012 г. Закатальское с M = 5.6; 26.03.2013 г. Домбайское-I с M = 4.4; 28.03.2013 г. Домбайское-II с M = 4.6. Треугольниками – местоположение вулканов Эльбрус и Казбек; (б) – современная тектоническая обстановка Кавказского региона по работе [Казьмин и др., 2004]: 1 – Альпийский складчатый пояс; 2 – океанская или тонкая континентальная кора в реликтовых задуговых бассейнах Черного моря и Южного Каспия; 3 – главные надвиговые фронты; 4 – направление движения относительно Евразии.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Карта сейсмических станций и эпицентров землетрясений, использованных в работе.

Скачать (996KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Карта распределения средних точек Qc на Северном Кавказе.

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Значение добротности Qc при β = 1.0 (а) и коэффициента затухания Δ (б) на центральных частотах 1–8 Гц. Серые линии – значения для отдельных сейсмических станций; черная толстая линия – среднее значение со стандартным отклонением (черные пунктирные линии).

Скачать (412KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Карта распределения средних точек и зон районирования Qc. Границы зон: 1 – Западный Кавказ (ЗК), 2 – Большой Кавказ 1 (БК1), 3 – Большой Кавказ 2 (БК2), 4 – Лабино-Малкинская зона (ЛМЗ), 5 – Терско-Каспийский прогиб (ТКП), 6 – Дагестанский клин (ДК), 7 – Большой Кавказ 3 (БК3). Тектонические зоны: I – Большой Кавказ, II – Западно-Кубанский передовой прогиб, III – Терско-Каспийский передовой прогиб, IV – Дагестанский клин, V – моноклиналь Предкавказья, VI – Ставропольский свод, VII – Кумо-Манычский прогиб, VIII – структуры Скифской платформы, IX – Рионский межгорный прогиб, X – Джавахетское нагорье, XI – Аджаро-Триалетская складчатая область, XII – мегантиклинорий Малого Кавказа, XIII – Куринский и Нижнеараксинский прогибы, XIV – Донецко-Каспийская погребенная складчатая область.

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Частотно-зависимые степенные функции Qc (f) (а) и графики зависимости коэффициента затухания Δ от частоты (б) для исследуемых зон.

Скачать (561KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Карты распределения добротности на частоте 1 Гц (а) и 4 Гц (б). Цветовая легенда справа показывает значение добротности Qc.

Скачать (1MB)
Метаданные
9. Рис. 8. Карта распределения добротности на частоте 1 Гц с диаграммами типичных механизмов очагов землетрясений.

Скачать (1MB)
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».