Визначення параметрів вогнища за хвильовими формами малих землетрусів у Карпатському регіоні України
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i6.2018.151041Ключові слова:
small earthquakes, seismic moment tensor, focal mechanism, matrix methodАнотація
Представлений метод визначення тензора сейсмічного моменту з використанням тільки прямих P- і / або s-хвиль, зареєстрованих тільки однієї сейсмічної станцією. Менша чутливість прямих хвиль до моделювання ефектів поширення, ніж відображених або конвертованих, значно підвищує точність і надійність методу. Показано, що використання тільки прямих Р-хвиль, що обчислюються за допомогою матричного методу, дозволяє зменшити вплив неточності моделі середовища, оскільки прямі хвилі відчувають набагато менше спотворення внаслідок неточностей, ніж відображені і конвертовані. Осередок землетрусу розглядається як точковий, з попередньо відомим розташуванням і часом виникнення. Поширення хвиль в середовищі, яка моделюється набором горизонтально-однорідних пружних шарів, обчислюється за допомогою матричного методу, що дозволяє виділяти тільки прямі хвилі. На основі розв'язання прямої задачі і з використанням так званого рішення узагальненого звернення розроблений алгоритм звернення спостережених хвильових форм з метою визначення компонент сейсмічного тензора М (t). Запропонований метод використаний для визначення тензорів моментів трьох малих землетрусів в Східно-Карпатському регіоні за їх хвильовим формам тільки на одній сейсмічної станції. Фокальні механізми, отримані для одного і того ж землетрусу на різних станціях, порівнюються між собою, а також з певними по полярностях перших вступів. Механізми, визначені шляхом звернення хвильових форм, відповідають надвігамі в північному напрямку, що в цілому узгоджується з переважно північно-східною орієнтацією (~ 60 °) головних осей напружень стиску в цій частині регіону, виявленої різними методами, а також з основними характеристиками місцевої тектоніки. В результаті порівняння механізмів з механізмами, визначеної за полярностях перших вступів Р-хвиль, зроблено висновок, що запропонований метод звернення хвильових форм буде корисний, якщо жодним іншим методом визначити механізм неможливо. Це зазвичай буває в регіонах з невисоким рівнем сейсмічної активності і недостатньою кількістю сейсмічних станцій.Посилання
Malytskyy, D. V. (2010). Analytic-numerical approaches to the calculation of seismic moment tensor as a function of time. Geoinformatyka, (1), 79—85 (in Ukrainian).
Malytskyy, D. V. (2016). Mathematical modeling in problems of seismology. Kiev: Naukova Dumka (in Ukrainian).
Malitskiy, D. V., Murovskaya, A. V., Obidina, A. A., Gintov, O. B., Gnip, A. G., & Pugach, A. V. (2017). Stress field in the Transcarpathians from focal mechanisms. 16th International Conference on Geoinformatics — Theoretical and Applied Aspects, May 15—17, 2017, Kiev, Ukraine. doi: 10.3997 / 2214-4609.201701862 (in Russian).
Khomenko, V. I. (1971). The deep structure of the Transcarpathian trough. Kyiv: Naukova Dumka (in Ukrainian).
Khomenko, V. I. (1987). Depth structure of the southwestern edge of the East European Platform. Kiev: Naukova Dumka (in Russian).
Aki, K. & Richards, P. G. (2002). Quantitative seismology — Theory and methods. Sausalito, California: University Science Books.
Arvidsson, R. & Ekström, G. (1998). Global CMT analysis of moderate earthquakes, Mw≥4.5, using intermediate-period surface waves. Bulletin of the Seismological Society of America, 88(4), 1003—1013.
D’Amico, S. (2014). Source parameters related to a small earthquake swarm off-shore of Malta (central Mediterranean). Development in Earth Science, (2), 8—13.
Dreger, D. S. & Helmberger, D. V. (1993). Determination of source parameters at regional distances with three-component sparse network data. Journal of Geophysical Research, 98(B5), 8107—8125. https://doi.org/10.1029/93JB00023.
Dreger, D. S. (2003). TDMT_INV: Time domain
seismic moment tensor inversion. In W.H.K. Lee,
H. Kanamori, P. C. Jennings & C. Kisslinger (Eds), International Geophysics (Vol. 81). Academic Press.
Dziewonski, A. M, Chou, T. A., & Woodhouse, J. H. (1981). Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of regional and global seismicity. Journal of Geophysical Research, 86(B4), 2825—2852. https://doi.org/10.1029/JB086iB04p02825.
Godano, M., Bardainne, T., Regnier, M., & Deschamps, A., (2011). Moment tensor determination by nonlinear inversion of amplitudes. Bulletin of the Seismological Society of America, 101(1), 366—378. https://doi.org/10.1785/ 0120090380.
Hardebeck, J. L., & Shearer, P. M. (2003). Using S/P amplitude ratios to constrain the focal mechanisms of small earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, 93(6), 2434—2444. https://doi.org/10.1785/0120020236.
Herrmann, R. B. (2002). An overview of synthetic seismogram computation, computer programs in Seismology. Saint Louis University.
Herrmann, R. B. (2008). Toward automated focal mechanism and moment determination for the continental U.S. — an ANSS product. Final Technical Report USGS Grant 05HQGR0047.
Herrmann, R. B., Withers, M. & Benz, H. (2008). The April 18, 2008 Illinois earthquake: an ANSS monitoring success. Seismological Research Letters, 79(6), 830—843. https://doi.org/10.1785/gssrl.79.6.830
Mai, M., Schorlemmer, D., Page, M., Ampuero, J.-P., Asano, K., Causse, M., … Zielke, O. (2016). The Earthquake-Source Inversion Validation (SIV) Project. Seismological Research Letters, 87(3), 690—708. doi: 10.1785/0220150231.
Malytskyy, D. & D’Amico, S. D. (2015). Moment tensor solutions through waveforms inversion. Published by Mistral Service sas Via U. Bonino, Messina, Italy.
Malytskyy, D., & Kozlovskyy, E., (2014). Seismic waves in layered media. Journal of Earth Science and Engineering, (4), 311—325.
Malytskyy,D., Muyla, O., Pavlova, A., & Hrytsay, O. (2013). Determination the focal mechanism of an earthquake in the Transcarpathia region of Ukraine. Visnyk Kyyivskoho natsionalnoho universytetu imeni Tarasa Shevchenka. Heolohiya, (4), 38—44.
Miller, A. D., Julian, B. R., & Foulger, G. R. (1998). Three-dimensional seismic structure and moment tensors of non-double-couple earthquakes at the Hengill-Grensdalur volcanic complex, Iceland. Geophysical Journal International, 133(2), 309—325. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.1998.00492.x.
Šílený, J., Panza, G. F., & Campus, P. (1992). Waveform inversion for point source moment tensor retrieval with variable hypocentral depth and structural model. Geophysical Journal International, 109(2), 259—274. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1992.tb00097.x.
Sipkin, S. A. (1986). Estimation of earthquake source parameters by the inversion of waveform data: Global seismicity, 1981—1983. Bulletin of the Seismological Society of America, 76, 1515—1541.
Vavryčuk, V., & Kühn, D. (2012). Moment tensor inversion of waveforms: a two-step time frequency approach. Geophysical Journal International, 190 (3), 1761—1776. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2012.05592.x
Wéber, Z. (2006). Probabilistic local waveform inversion for moment tensor and hypocentral location, Geophysical Journal International, 165(2), 607—621. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.02934.x
Wéber, Z. (2016). Probabilistic waveform inversion for 22 earthquake moment tensors in Hungary: new constraints on the tectonic stress pattern inside the Pannonian basin. Geophysical Journal International, 204(1), 236—249. https://doi.org/10.1093/gji/ggv446.
Zhu, L., Akyol, N., Mitchell, B., & Sozbilir, H. (2006). Seismotectonics of western Turkey from high resolution earthquake relocations and moment tensor determinations. Geophysical Research Letters, 33(7), L07316. doi: 10.1029/ 2006GL025842.
##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).
