Пространственные неоднородности вектора подвижки протяженных очагов землетрясений в районе Курило-Камчатского сегмента Тихоокеанской зоны субдукции

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследование ориентировано на уточнение фрагментированной структуры очага землетрясения в области межплитового взаимодействия Тихоокеанской и Северо-Американской литосферных плит (Курило-Камчатский сегмент). Под фрагментированной структурой очага понимаются размеры, положение и количество неровностей на площадке разрыва. Неровности, отождествляемые с относительно повышенными значениями вектора подвижки, являются источником высокочастотного некогерентного излучения. Полученные результаты востребованы в практических задачах по моделированию акселерограмм в рамках «рецепта», предложенного японскими исследователями K. Irikura, H. Miyake. Для решения поставленных задач разработана программа, анализирующая геопространственные данные, приводимые сейсмологическими дата-центрами. Проанализированы неоднородности распределения вектора подвижки на плоскости разрыва. На основе обработанных данных и обзора параметров субдукционных землетрясений предложена фрагментированная модель очага в исследуемом районе. Случайный перебор в приемлемых диапазонах параметров модели позволит получить набор сценарных землетрясений. В настоящей статье обосновываются указанные диапазоны.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Алексей Валерьевич Коновалов

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.konovalov@geophystech.ru
ORCID iD: 0000-0003-2997-1524

кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, Южно-Сахалинск

Эвелина Евгеньевна Воронежцева

Сахалинский государственный университет

Email: evorone@mail.ru

студентка

Россия, Южно-Сахалинск

Юлия Андреевна Степнова

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Email: stepnova@fegi.ru
ORCID iD: 0000-0001-5263-5161

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Cienfuegos R., Catalán P. A., Urrutia A., Benavente R., Aránguiz R., González G. What can we do to forecast tsunami hazards in the near field given large epistemic uncertainty in rapid seismic source inversions // Geophys. Res. Lett. 2018. Vol. 45. P. 1–12. doi: 10.1029/2018GL076998.
  2. Davies G. Tsunami variability from uncalibrated stochastic earthquake models: tests against deep ocean observations 2006–2016 // Geophys. J. Int. 2019. Vol. 218 (3). P. 1939–1960. doi: 10.1093/gji/ggz260.
  3. Somerville P., Irikura K., Graves R. et al. Characterizing crustal earthquake slip models for the prediction of strong ground motion // Seismol. Res. Lett. 1999. Vol. 70 (1). P. 59–80.
  4. Mai P. M., Beroza G. C. A spatial random field model to characterize complexity in earthquake slip // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2002. Vol. 107 (11). ESE-10. doi: 10.1029/2001JB000588.
  5. Goda K., Petrone C., de Risi R., Rossetto T. Stochastic coupled simulation of strong motion and tsunami for the 2011 Tohoku, Japan earthquake // Stoch. Environ. Res. Risk Assess. 2017. Vol. 31. P. 2337–2355. doi: 10.1007/s00477-016-1352-1.
  6. Crempien J. G.F., Urrutia A., Benavente R., Cienfuegos R. Effects of earthquake spatial slip correlation on variability of tsunami potential energy and intensities // Sci. Rep. 2020. Vol. 10. 8399. doi: 10.1038/s41598-020-65412-3.
  7. Tang Y. An Updated Corner-Frequency Model for Stochastic Finite-Fault Ground-Motion Simulation // Bull. Seismol. Soc. Am. 2022. Vol. 112. P. 921–938. doi: 10.1785/0120210205.
  8. Sepúlveda I., Liu P. L.-F., Grigoriu M., Pritchard M. Tsunami hazard assessments with consideration of uncertain earthquake slip distribution and location // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2017. Vol. 122. P. 7252– 7271. DOI: 10.1002/ 2017JB014430.
  9. Mulia I. E., Ishibe T., Satake K. et al. Regional probabilistic tsunami hazard assessment associated with active faults along the eastern margin of the Sea of Japan // Earth Planets Space. 2020. Vol. 72. 123. doi: 10.1186/s40623-020-01256-5.
  10. Irikura K., Miyake H. Recipe for predicting strong ground motion from crustal earthquake scenarios // Pure Appl. Geophys. 2011. Vol. 168 (1/2). P. 85–104. doi: 10.1007/s00024-010-0150-9.
  11. Nakahara H. Seismogram envelope inversion for high-frequency seismic energy radiation from moderate-to-large earthquakes // Adv. Geophys. 2008. Vol. 50. P. 401–426.
  12. Гусев А. А. Стохастическое моделирование протяженного очага землетрясения для характеризации сейсмической опасности. 1. Обоснование и общая структура алгоритма // Вопр. инж. сейсмол. 2013. Т. 40, № 1. С. 5–18.
  13. Martinez Alcala K. Stochastic Source Modelling and Tsunami Analysis of the 2012 Mw 7.8 Haida Gwaii Earthquake // Electronic Thesis and Dissertation Repository. 2021. 8145. URL: https://ir.lib.uwo.ca/etd/8145 (data of access: 31.05.2023).
  14. Гусев А. А., Павлов В. М., Гусева Е. М. Стохастическое моделирование протяженного очага землетрясения для характеризации сейсмической опасности. 3. Способ анализа неопределенности и практическое опробование процедуры // Вопр. инж. сейсмол. 2014. Т. 41, № 1. С. 39–56.
  15. Nicknam A., Eftekhari S. N., Yazdani A. Estimation of near fault ground motion based on a hybrid source model and a theoretical Green’s function method // Journal of Vibroengineering. 2015. Vol. 17. P. 357–368.
  16. Gusev A. A. Multiasperity fault model and the nature of short-period subsources // Pure Appl. Geophys. 1989. Vol. 130. P. 635–660. doi: 10.1007/BF00881602.
  17. National Earthquake Information Center of United States Geological Survey. URL: https://earthquake.usgs.gov/ (data of access: 31.05.2023).
  18. Earthquake Source Model Database. URL: http://equake-rc.info/srcmod/ (data of access: 31.05.2023).
  19. National Earthquake Information Center of United States Geological Survey. URL: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/official20110311054624120_30/executive (data of access: 31.05.2023).
  20. Сафонов Д. А., Коновалов А. В., Злобин Т. К. Урупская серия землетрясений 2012–2013 гг. // Вулканология и сейсмология. 2015. № 6. С. 60–70.
  21. Morikawa N., Fujiwara H. A new ground motion prediction equation for Japan applicable up to M9 mega-earthquake // J. Disaster Res. 2013. Vol. 8, N5. P. 878–888.
  22. Lee Y. T., Ma K. F., Hsieh M. C., Yen Y. T., Sun Y. S. Synthetic ground-motion simulation using a spatial stochastic model with slip self-similarity: Toward near-source ground-motion validation // Terr. Atmos. Ocean. Sci. 2016. Vol. 27. P. 397–405. doi: 10.3319/TAO.2015.11.27.01(TEM).
  23. Kozhurin A. Active faults in Sakhalin and North of the Sea of Okhotsk: Does the Okhotsk plate really exist? // J. Asian Earth Sci. 2022. Vol. 230. 105219. doi: 10.1016/j.jseaes.2022.105219.
  24. Ground motion simulation based on fault rupture modelling for seismic hazard assessment in site evaluation for nuclear installations. Vienna: International Atomic Energy Agency, 2015. (Safety reports series, ISSN1020-6450; N85).
  25. Kumar K., Thingbaijam S., Mai P. M., Goda K. New empirical earthquake source-scaling laws // Bull. Seismol. Soc. Am. 2017. Vol. 107, N5. P. 2225–2246.
  26. Takahashi H., Kasahara M. J. Spatial relationship between interseismic seismicity, coseismic asperities and aftershock activity in the Southwestern Kuril Islands // Volcanism and Subduction: The Kamchatka Region / eds J. Eichelberger, E. Gordeev, P. Izbekov, M. Kasahara, J. Lees. 2007. P. 153–164. doi: 10.1029/172GM14.
  27. Yamanaka Y., Kikuchi M. Asperity map along the subduction zone in northeastern Japan inferred from regional seismic data // J. Geophys. Res. 2004. 109. B07307. doi: 10.1029/2003JB002683.
  28. Hayes G. P., Moore G. L., Portner D. E., Hearne M., Flamme H., Furtney M., Smoczyk G. M. Slab2, a comprehensive subduction zone geometry model // Science. 2018. Vol. 362. P. 58–61. doi: 10.1126/science.aat4723.
  29. Information resource. URL: https://github.com/usgs/slab2 (data of access: 31.05.2023).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Геометрия плоскости сейсмического разрыва

Скачать (133KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Землетрясения в районе Курило-Камчатской островной дуги с магнитудой M ≥ 7,0 (1–10), для которых доступны данные о распределении вектора подвижки на разрыве (finite fault) [17]

Скачать (153KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение вектора подвижки на плоскости разрыва 11 марта 2011 г. в 5:46 в Тохоку (Япония). Эпицентр землетрясения располагался в точке с координатами 38,297° с. ш., 142,373° в. д. Моментная магнитуда составила Mw 9,1, угол простирания (Str) – 198,0°, угол падения (Dip) – 15,0° [19]

Скачать (226KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Модель субдукции и сейсмотектонического процесса для Курильской островной дуги. Номер землетрясения на рисунке соответствует порядковому номеру, приведенному в табл. 1

Скачать (198KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Поверхностная проекция сегментов разрыва. Номер землетрясения на рисунке соответствует порядковому номеру, приведенному в табл. 1. Жирной линией обозначен воображаемый выход разрыва на свободную поверхность. Темным тоном отмечены сегменты, в которых значения подвижки в два и более раза больше средней подвижки по всему разрыву, светлым тоном изображена вся оставшаяся зона

Скачать (679KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024