Ring-shaped seismicity structures in the region of South Kamchatka: possible preparation for great earthquake

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

We have been studying some seismicity characteristics in the region of South Kamchatka. Aftershock characteristics for large earthquake of August 17, 2024 (Mw = 7.0) were investigated. It was shown that ring-shaped seismicity structures were formed in the South Kamchatka within three depth intervals: 0–33, 34–70 and 71–110 km. Similarly to the other subduction zones, the structures are characterized by threshold magnitude values (Mt1, Mt2 and Mt3 correspondingly) and also by big axes lengths (L1, L2 and L3). Epicenters of the large earthquake of August 17, 2024 and its strongest aftershocks lie on the shallow ring-shaped seismicity structure (Mt1 = 5.3). This effect confirms an assumption on a preparation of great earthquake in the region of the South Kamchatka. Earlier correlation dependences of Mt1 and Mt2 parameters on Mw values of major earthquakes for the west of Pacific Ocean were created (within an interval of Mw = 7.0-9.0). Using these dependences we estimated magnitude of possible great earthquake in this area: Mw = 8.6 ± 0.2. The reasons for ring-shaped structures formation in different depth ranges of the subduction zones are discussed.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Yu. F. Kopnichev

Institute of the Earth Physics, Russian Аcademy of Sciences

Author for correspondence.
Email: yufk777@mail.ru
Russian Federation, Moscow

I. N. Sokolova

Geophysical Survey of the Russian Аcademy of Sciences

Email: sokolovain@gsras.ru
Russian Federation, Obninsk

References

  1. Каракин А.В., Лобковский Л.И. Гидродинамика и структура двухфазной астеносферы // Докл. АН СССР. 1982. Т. 268. № 2. С. 324–329.
  2. Копничев Ю.Ф., Гордиенко Д.Д., Соколова И.Н. Пространственно-временные вариации поля поглощения поперечных волн в сейсмически активных и слабосейсмичных районах // Вулканология и сейсмология. 2009. № 1. С. 49–64.
  3. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. О корреляции характеристик сейсмичности и поля поглощения S-волн в районах кольцевых структур, формирующихся перед сильными землетрясениями // Вулканология и сейсмология. 2010. № 6. С. 34–51.
  4. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Кольцевые структуры сейсмичности и землетрясение 11.03.2011 г. (Mw = 9.0) в районе северо-восточной Японии // Докл. РАН. 2011а. Т. 440. № 2. С. 246–249.
  5. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения короткопериодных S-волн в районе очага землетрясения Мауле (Чили, 27.02.2010, Mw = 8.8) и их связь с сейсмичностью и вулканизмом // Геофизические исследования. 2011б. Т. 12. № 3. С. 22–33.
  6. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Кольцевые структуры сейсмичности в районе северного Чили и успешный прогноз места и магнитуды землетрясения Икике 01.04.2014 г. (Mw = 8.2) // Вестник НЯЦ РК. 2015. Вып. 4. С. 153–159.
  7. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Кольцевые структуры сейсмичности, формирующиеся перед сильными и сильнейшими землетрясениями на западе и востоке Тихого океана // Геофизические процессы и биосфера. 2018. T. 17. № 1. С. 109–124.
  8. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Кольцевые структуры сейсмичности, сформировавшиеся в районе Аляски: оправдавшийся прогноз места и магнитуды Симеоновского землетрясения 22 июля 2020 г. (Mw = 7.8) // Российский сейсмологический журнал. 2021. Т. 3. № 3. C. 50–60. https://doi.org/10.35540/2686-7907.2021.3.03
  9. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Кольцевые структуры сейсмичности в районе Юго-Западной Аляски: оправдавшийся прогноз места и магнитуды Чигникского землетрясения 29.07.2021 г. (Mw = 8.2) // Геофизические процессы и биосфера. 2022. Т. 21. № 1.
  10. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Характеристики кольцевой сейсмичности на глубинах до 110 км перед сильными и сильнейшими землетрясениями в тихоокеанских зонах субдукции // Российский сейсмологический журнал. 2023. Т. 5. № 4. С. 41–51.
  11. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Кольцевые структуры сейсмичности в районе Камчатки: возможная подготовка сильного землетрясения // Российский сейсмологический журнал. 2024а. Т. 6. № 2. C. 42–51. https://doi.org/10.35540/2686-7907.2024.2.03. EDN: NVOLSJ
  12. Копничев Ю.Ф., Соколова И.Н. Неоднородности поля поглощения короткопериодных S-волн в районах Курил и Камчатки и их связь с сильными и сильнейшими землетрясениями // Вулканология и сейсмология. 2024б. № 1. C. 22–35. https://doi.org/10.31857/S0203030624010034
  13. Летников Ф.А. Синергетика геологических систем. Новосибирск : Наука. 1992. 229 с.
  14. Cоболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука. 1993. 313 с.
  15. Федотов С.А., Соломатин А.В., Чернышев С.Д. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги на 2006–2011 гг. и успешный прогноз Средне-Курильского землетрясения // Вулканология и сейсмология. 2007. № 3. С. 3–25.
  16. Bürgmann R., Kogan M., Steblov M., Hilley G., Levin V., Apel E. Interseismic coupling and asperity distribution along the Kamchatka subduction zone // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. B07405.
  17. Engdahl E., Villasenor A. Global seismicity: 1990–1999. In: Earthquake & engineering seismology. Part A. Academic Press. An imprint of Elsevier Science. 2002. P. 665–690.
  18. Gold T., Soter S. Fluid ascent through the solid lithosphere and its relation to earthquakes // Pure Appl. Geophys. 1984/1985. V. 122. P. 492–530.
  19. Husen S., Kissling E.Postseismic fluid flow after the large subduction earthquake of Antofagasta, Chile // Geology. 2001.V. 29. № 9. P. 847–850.
  20. Ogawa R., Heki K.Slow postseismic recovery of geoid depression formed by the 2004 Sumatra-Andaman earthquake by mantle water diffusion // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. L06313. https://doi.org/10.1029/2007GL029340
  21. Yamazaki T., Seno T. Double seismic zone and dehydration embrittlement of the subducting slab // J. Geophys. Res. 2003. V. 108. № B4. https://doi.org/10/1029/2002JB001918
  22. USGS. Search Earthquake Catalog. Earthquakes. [Site]. –URL: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/. (Дата обращения 01.10.2024).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Map of the study area: 1 — focal zones of strong and strongest earthquakes (Mw = 7.8–9.0); 2 — seismic station; 3 — deep-sea trench; 4 — epicenter of the Shipunsky earthquake of August 17, 2024.

Download (230KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Seismicity elements at depths of 0–33 km in the region between 52.5° and 54° N (in the first group of events). Event magnitudes: 1 — M = 5.3–5.9; 2 — M = 6.0–6.9; 3 — ring structure.

Download (157KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of earthquake magnitudes on time in the area of ​​the ring structure in Fig. 2.

Download (69KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Seismicity elements at depths of 34–70 km in the region between 52.5° and 54° N. Event magnitudes: 1 — M = 5.2–5.9; 2 — M = 6.0–6.9; 3 — deep ring structure. Other designations are as in Fig. 2.

Download (161KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Seismicity elements at depths of 71–110 km in the region between 52.5° and 54° N. Event magnitudes: 1 — M = 4.6–4.9; 2 — M = 5.0–5.9; 3 — ring structure at depths of 71–110 km. Other designations are in Fig. 2 and Fig. 4.

Download (145KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Aftershock cloud of the Shipunsky earthquake from 17.08.2024 to 01.10.2024 (M ≥ 4.1). The asterisk is the epicenter of this event.

Download (122KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Depths of aftershocks of the Shipunsky earthquake with M ≥ 4.1 over time (from 17.08 to 30.09 2024). The asterisk is the main event.

Download (54KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Shallow ring structure formed after the Shipunsky earthquake of August 17, 2024 (taking into account the first (white circles) and second groups of events (filled circles)). Gradations M: 1 — 5.3–5.9; 2 — 6.0–6.9; 3 — 7.0.

Download (150KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Dependence of earthquake magnitudes on time in the area of ​​the ring structure in Fig. 8.

Download (58KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian academy of sciences