Землетруси Центральної Італії і швидкісне будова мантії
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i2.2018.128929Ключові слова:
Velocities structure of the mantle, earthquake, Central Italy, seismic tomography, super-deep fluids, seismic boundariesАнотація
Тривимірна Р-швидкісна модель мантії Європи, яку побудовано за методом тейлорова наближення, дає змогу проаналізувати швидкісну будову в Середземному морі і, зокрема, під Центральною Італією до глибини 2500 км. Показано, що корові землетруси Центральної Італії, які характеризуються магнітудою до 7,0, пов’язані з надглибинними флюїдними процесами в мантії. Виявлено можливий сейсмічний канал, що пов’язує поширення флюїдного процесу від нижньої мантії до кори включно. Прояви надглибинного флюїдного процесу виділено на глибинах нижньої і середньої мантії. У верхній мантії та її перехідній зоні канал виявлено за сейсмічними межами 2-го роду, які визначено за переходом від зростання градієнтів швидкості з глибиною до зменшення або навпаки. Задані сейсмічні межі відповідають фазовим переходам. Відповідно до глибинної будови мантії під Центральною Італією, тут можливий вихід низьких швидкостей з нижньої мантії у зону поділу-2. Згідно з аналізом будови верхів верхньої мантії, поділ у мантії розміщується у зоні з координатами (13°±0,5° сх.д.) і (43°±0,5° пн.ш.), де і виділено в корі землетруси з магнітудою до 7,0. Поділ приурочений до зони насувної межі Мохо і співвідноситься з перетином розлому Анкона-Анцио, що відділяє Центральні Апеннини від Північних. Цій зоні відповідають потрійне пересічення розломів і підвищений тепловий потік, а також наявна підвищена шаруватість верхньої мантії (сім сейсмічних меж 2-го роду). Глибина залягання головної геодинамічної межі менш як 670 км.Посилання
Bugaenko I. V., Shumlyanskaya L. A., Zaets L. N., Tsvetkova T. A., 2012. Three-dimensional P-velocity model of the upper mantle of the Western Mediterranean. Geofizicheskiy zhurnal 34(1), 14—31 (in Russian).
Geyko V. S., Bugaenko I. V., Shumlyanskaya L. A., Zaets L. N., Tsvetkova T. A., 2007. 3D P-velocity structure of the upper mantle of the Eastern Mediterranean. Geofizicheskiy zhurnal 29(4), 13—30 (in Russian).
Gusev G. A., Gufeld I. L., 2006. The Seismic Process in a Geologic Medium of Extreme Energy Saturation and Earthquake Prediction. Vulkanologiya i seycmologiya (6), 71—78 (in Russian).
Gufeld I. L., 2013. On deep degassing and structure of the lithosphere and upper mantle. Elektronnyy zhurnal «Glubinnaya neft» 1(1), 18—44 (in Russian).
Gufeld I. L., 2007. Seismic process. Physico-chemical aspects. Korolev: TsNIIMash Publ., 160 p. (in Russian).
Dobretsov N. L., 2010. Global geodynamic evolution of the Earth and global geodynamic models of the Earth. Geologiya i geofizika 51(6), 761—784 (in Russian).
Zharkov V. N., 1983. Internal structure of the Earth and planets. Moscow: Nauka, 416 p. (in Russian).
Letnikov F. A., 2003. Ultra-deep fluid systems of the Earth. Doklady RAN 390(5), 673—675 (in Russian).
Lobkovskiy L. I., Nikishin A. M., Khain V. E., 2004. Modern problems geotectonics and geodynamics. Moscow: Nauchnyy mir, 610 p. (in Russian).
Petrova A. A., Petrishchev M. S., 2011. Fluid systems of the Mediterranean. Vestnik KRAUNTS. Nauki o zemle (1), 23—33 (in Russian).
Puzyrev N. N., 1997. Methods and objects of seismic research. Introduction to general seismology. Novosibirsk: SIC OIGGM, 301 p. (in Russian).
Pushcharovskiy Yu. M., Pushcharovskiy D. Yu., 2010. Geology of the Earth’s Mantle. Moscow: Geos, 138 p. (in Russian).
Rebetskiy Yu. L., Ovcharenko O. O., Savvichev P. A., 2014. Field of current stresses of the crust of South-Western Europe and the Mediterranean. Vestnik KRAUNTS. Nauki o zemle (2), 68—84 (in Russian).
Rodkin M. V., Nikitin A. N., Vasin R. N., 2009. Seismotectonic effects of solid-phase transformations in geomaterials. Moscow: Geos, 198 p. (in Russian).
Modern geodynamics and geophysical fields of the Carpathians and adjoining territories, 2015. Eds. K. R. Tretiak, V. Yu. Maksymchuk, R. I. Kutas. Lviv: Lvivska politekhnyka, 418 p. (in Ukrainian).
Starostenko V. I., Kendzera A. V., Bugaenko I. V., Tsvetkova T. A., 2011. The earthquake in L’Aquila and the features of the three-dimensional P-velocity structure of the mantle beneath the Adriatic plate and its surroundings. Geofizicheskiy zhurnal 33(4), 62—73 (in Russian).
Khain V. E., 2001. Tectonics of continents and oceans. Moscow: Nauchnyy Mir, 604 p. (in Russian).
Khain V. E., Lomidze M. G., 2005. Geotectonics with the basics of geodynamics. Moscow: Knizhnyy mir, 559 p. (in Russian).
Shevchenko V. I., Lukk A. A., Prilepin M. T., Reilinger R. E., 2014. Modern geodynamics of the Mediterranean Little Caucasian part of the Alpine-Indonesian mobile belt. Fizika Zemli (1), 40—59 (in Russian). doi: 10.7868/S0002333713060136.
Antonioli A., Piccinini D., Chiaraluce L., Cocco M., 2005. Fluid flow and seismicity pattern: Evidence from the 1997 Umbria-Marche (central Italy) seismic sequence. Geophys. Res. Lett. 32, L10311. doi.org/10.1029/2004GL022256.
Agosta F., Kirschner D. L., 2003. Fluid conduits in carbonate-hosted seismogenic normal faults of central Italy. J. Geophys. Res. 108(B4), 2221. doi: 10.1029/2002JB002013.
Bijwaard H., Spakman W., Engdahl E. R., 1998. Closing the gap between regional and global travel time tomography. J. Geophys. Res. 103(B12), 30055—30078. doi: 10.1029/98JB02467.
Boschi L., Faccenna C., Becker T. W., 2010. Mantle structure and dynamic topography in the Mediterranean. Geophys. Res. Lett. 37, L20303. doi:10.1029/2010gl045001.
Cassinis R., Scarascia S., Lozej A., 2003. The deep crustal structure of Italy and surrounding area from seismic refraction data. A new synthesis. Bоll. Soc. Geol. It. 122, 365—376.
Ciaccio M., Barchi M. R., Chiiarabba C., Msrabella F., Stucci E., 2005. Seismological, geological and geophysical constraints for the Gualdo Tadino fault, Umbria-Marche Apennines (Central Italy). Tectonophysics 406(3/4), 233—247.
Forte A. M., Mitrovica J. X., 2001. Deep-mantle high-viscosity flow and thermochemical structure inferred from seismic and geodynamic data. Nature 410, 1049—1056. doi:10.1038/35074000.
Fry B., Boschi L., Ekstrцm G., Giardini D., 2008. Europe-Mediterranean tomography: High correlation between new seismic data and independent geophysical observables. Geophys. Res. Lett. 35(4), L04301.doi: 10.1029/2007GL031519.
Geyko V. S., 2004. A general theory of the seismic travel-time tomography. Geofizicheskiy zhurnal 26(2), 3—32.
Gualtieri L., Serretti P., Morelli A., 2014. Finite-difference P wave travel time seismic tomography of the crust and uppermost mantle in the Italian region. Geochem. Geophys. Geosyst. 15(1), 69—88.
International Seismological Centre, 2017. [электронный ресурс]. http://www.isc.ac.uk
Koulakov I., Kaban M. K., Tesauro M., Cloetingh S., 2009. P- and S-velocity anomalies in the upper mantle beneath Europe from tomographic inversion of ISC data. Geophys. J. Int. 179(2), 345—366. doi: 10.1111/j.1365-246X.2009.04279.x.
Luccio F., Ventura G., Giovambattista R., Piscini A., Cinti F., 2010. Normal faults and thrusts reactivated by deep fluids: The 6 April 2009 M w 6.3 L’Aquila earthquake, central Italy. J. Geophys. Res. 115, B06315. doi:10.1029/2009jb007190.
Marone F., Van der Lee S., Giardini D., 2004. Three-dimensional upper-mantle S-velocity model for the Eurasia-Africa plate boundary region. Geophys. J. Int. 158(1), 109—130. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02305.x.
Piroddi L., Ranieri G., Freund F., Trogu A., 2014. Geology, tectonics and topography underlined by L’Aquila earthquake TIR precursors. Geophys. J. Int. 197(3), 1532—1536. https://doi.org/10.1093/gji/ggu123.
Piromallo C., Morelli A., 2003. P wave tomography of the mantle under the Alpine-Mediterranean area. J. Geophys. Res. 108(B2), 2065. doi: 10.1029/2002JB001757.
Scafidi D., Solarino S., 2012. Can local earthquake tomography settle the matter about subduction in the Northern and Central Apennines? Response from a new high resolution P velocity and Vp/Vs ratio 3D model. Tectonophysics 554-557, 63—73. doi: 10.1016/j.tecto.2012.06.007.
Scuderi M., Collettini C., 2016. The role of fluid pressure in induced vs. triggered seismicity: insights from rock deformation experiments on carbonates. Sci. Rep. 6, 24852. doi: 10.1038/srep24852.
Soldati M., Marchetti M. (eds.), 2017. Landscapes and Landforms of Italy. Springer Int. Publ. 539 p. doi: 10.1007/978-3-319-26194-2
Spakman W., Van der Lee S., Van der Hilst R. D., 1993. Travel-time tomography of the European-Mediterranean mantle down to 1400 km. Phys. Earth Planet. Int. 79(1-2), 3—74. doi: 10.1016/0031-9201(93)90142-V.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Геофізичний журнал
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
