GeotectonicsGeotectonicsГеотектоника0016-853X3034-4972The Russian Academy of Sciences66038010.31857/S0016853X23060036GCCHVXArticlesСтатьиInfluence of Mid-Oceanic Ridges on Seismicity of Novaya Zemlya ArchipelagoВлияние срединно-океанических хребтов на сейсмичность архипелага Новая ЗемляAntonovskayaG. N.АнтоновскаяГ. Н.essm.ras@gmail.comKonechnayaYa. V.КонечнаяЯ. В.essm.ras@gmail.comBasakinaI. M.БасакинаИ. М.essm.ras@gmail.comLaverov Federal Center for Integrated Arctic Research, Ural Branch, Russian Academy of SciencesФедеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. акад. Н.П. Лаверова УрО РАНGeophysical Survey, Russian Academy of SciencesФедеральный исследовательский центр “Единая геофизическая служба РАН”011120236789322022025Copyright ©; 2023, Г.Н. Антоновская, Я.В. Конечная, И.М. БасакинаCopyright ©; 2023, Г.Н. Антоновская, Я.В. Конечная, И.М. Басакина2023Г.Н. Антоновская, Я.В. Конечная, И.М. БасакинаГ.Н. Антоновская, Я.В. Конечная, И.М. Басакинаhttps://journals.eco-vector.com/0016-853X/article/view/660380

The influence of the mid-oceanic ridges (MOR), including the Gakkel Ridge and the geological system Knipovich Ridge–Trough Lena, on the seismicity of the Novaya Zemlya archipelago area for 1980‒2022 is considered. For each geological element under consideration, we compiled seismic catalogs with a single unified magnitude mbISC for an equivalent comparison of information, and the annual seismic energy was calculated, and graphs of its distribution by year were constructed. We performed analytical modeling based on the Elsasser model describing the process of local stress transfer in a rigid elastic lithosphere underlain by a viscous asthenosphere, and made quantitative calculations of the disturbance propagations from MOR. The time intervals through which disturbances from MOR reach the Novaya Zemlya archipelago are 1‒2 years for the geological system Knipovich Ridge–Trough Lena and 3‒5 years for the Gakkel Ridge. The maximum joint contribution to the level of seismic activity of various geological and tectonic structures of the MOR can reach 40‒60% of the applied disturbances values, which is a sufficient condition for the influence on seismicity of the Novaya Zemlya orogen. The most geodynamical active structures and zones of concentration of tectonic stresses are identified.

В статье рассмотрено влияние срединно-океанических хребтов (СОХ), включающих хребет Гаккеля и геологическую систему хребет Книповича–трог Лены, на сейсмичность района архипелага Новая Земля за 1980‒2022 гг. Для каждого исследованного геологического элемента составлены сейсмические каталоги с единой унифицированной магнитудой mbISC для равнозначного сопоставления информации, рассчитана годовая сейсмическая энергия и построены графики распределения выделившейся сейсмической энергии по годам. Выполнено аналитическое моделирование на основе модели Эльзассера, описывающей процесс переноса локальных напряжений в жесткой упругой литосфере, подстилаемой вязкой астеносферой, и проведены количественные расчеты распространения возмущений от СОХ. Временны́е интервалы, через которые возмущения от СОХ достигают архипелаг Новая Земля, составляют 1‒2 года для геологической системы хребет Книповича–трог Лены и 3‒5 лет для хребта Гаккеля. Максимальное совместное влияние на уровень сейсмической активности различных геолого-тектонических структур СОХ может достигать 40‒60% от прикладываемых значений возмущений, что является достаточным условием для изменения сейсмической активности Новоземельского орогена. Выделены наиболее геодинамически активные структуры и зоны концентрации тектонических напряжений.

Novaya Zemlya archipelagoseismicitymid-ocean ridgestectonic processestransmission of disturbancesархипелаг Новая Землясейсмичностьсрединно-океанические хребты (СОХ)тектонические процессыпередача возмущенийБыков В.Г. Предсказание и наблюдение деформационных волн Земли // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 3. С. 721–754. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-3-0369Викулин А.В., Водинчар Г.М., Гусяков В.К., Мелекесцев И.В., Акманова Д.Р., Долгая А.А., Осипова Н.А. Миграция сейсмической и вулканической активности в зонах напряженного состояния вещества наиболее геодинамически активных мегаструктур Земли // Вестн. КамчатГТУ. 2011. Вып. 17. С. 5–15.Виноградов Ю.А., Рыжикова М.И., Петрова Н.В., Пойгина С.Г., Коломиец М.В. Сильные землетрясения земного шара во II полугодии 2022 г. по данным ССД ФИЦ ЕГС РАН // Российский сейсмологический журнал. 2023. Т.5. № 1. С. 7–25. https://doi.org/10.35540/2686-7907.2023.1.01Геология и полезные ископаемые шельфов России (атлас). ‒ Под ред. М.Н. Алексеева ‒ М.: Научный Мир, 2004. 108 л. – ISBN 5-89176-239-0.Дубинин Е.П., Кохан А.В., Сущевская Н.М. Тектоника и магматизм ультрамедленных спрединговых хребтов // Геотектоника. 2013. № 3. С. 3‒30, https://doi.org/10.7868/S0016853X13030028Егорова Т.П., Павленкова Г.А. Сейсмо-плотностные модели земной коры и верхней мантии Северной Евразии по сверхдлинным сейсмическим профилям “Кварц”, “Кратон” и “Кимберлит” // Физика Земли. 2015. № 2. С. 98‒115. https://doi.org/10.7868/S0002333715010044Зархидзе Д.В., Красножен А.С., Шкарубо С.И., Журавлев В.А., Калугин П.С., Богатырев Л.И., Зуйкова О.Н., Радченко М.С., Богатырева Е.В., Рекант П.В., Зинченко А.Г. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. ‒ М-б 1 : 1 000 000. ‒ 3-е поколение. ‒ Серия Северо-Карско-Баренцевоморская. ‒ Лист S-39, 40. – Пролив Маточкин Шар. ‒ Объяснительная записка. – СПб.: ВСЕГЕИ, 2021. 333 с. https://www.geokniga.org/sites/geokniga/files/mapcomments/s-3940-prol-matochkin-shar-gosudarstvennaya-geologicheskaya-karta-rossiysko.pdfКазанкова Э.Р., Корнилова Н.В. Геодинамика Баренцево-Карского региона с позиции ротационной тектоники // Актуальные проблемы нефти и газа. 2018. Т. 20. № 1. https://doi.org/10.29222/ipng.2078-5712.2018-20.art34Картографическая и аналитическая платформа ArcGis [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.geocentre-consulting.ru/products/index? section=77 (Дата обращения 01.10.2023).Кораго Е.А., Чухонин А.П. Гранитоидные формации Новой Земли // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1988. № 10. С. 28‒35.Кораго Е.А., Ковалева Г.Н., Щеколдин Р.А., Ильин В.Ф., Гусев Е.А., Крылов А.А., Горбунов Д.А. Геологическое строение архипелага Новая Земля (запад российской Арктики) и особенности тектоники евразийской Арктики // Геотектоника. 2022. № 2. С. 21‒57. https://doi.org/10.31857/S0016853X22020035Кораго Е.А., Тимофеева Т.Н. Магматизм Новой Земли (в контексте геологической истории Баренцево-Северокарского региона). ‒ СПб.: 2005, 225 с. (Тр. ВНИИОкеангеология. Т. 209).Кохан А.В. Морфология рифтовых зон ульрамедленного спрединга (хребты Рейкьянес, Книповича и Гаккеля) // Вестн. МГУ. Сер. 5: География. 2013. № 2. С. 61‒69.Кохан А.В., Дубинин Е.П., Грохольский А.Л., Абрамова А.С. Кинематика и особенности морфоструктурной сегментации хребта Книповича // Океанология. 2012. Т. 52. № 5. С. 1‒13.Кочарян Г.Г. Геомеханика разломов. ‒ Под ред. В.В. Адушкина ‒ М.: ГЕОС, 2016. 424 с.Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика и медленные деформационные волны // Физика Земли. 2020. № 4. С. 172–182. https://doi.org/10.31857/S0002333720040055Лобковский Л.И., Гарагаш И.А., Алексеев Д.А. Трехмерная модель напряженно-деформированного состояния литосферы арктического региона для современной эпохи // Бюл. МОИП. Отд. Геол. 2018. Т. 93. Вып. 4. С. 19–26. https://doi.org/10.25633/ETN.2018.12.08Морозов А.Н., Ваганова Н.В., Асминг В.Э., Евтюгина З.А. Шкала L для западной части Евразийской Арктики // Российский сейсмологический журнал. 2020. Т. 2. № 4. С. 63–68. https://doi.org/10.35540/2686-7907.2020.4.06Морозов В.Н., Каган А.И., Татаринов В.Н. Геодинамические аспекты радиационной безопасности на архипелаге Новая Земля // Горный информ.-аналитич. бюлл. 2015. № 9. С. 205–2219.Мухамедиев Ш.А., Грачев А.Ф., Юнга С.Л. Нестационарный динамический контроль сейсмической активности платформенных областей со стороны срединно-океанических хребтов // Физика Земли. 2008. № 1. С. 12–22.Никитин Д.С., Хуторской М.Д., Иванов Д.А., Горских П.П. Глубинное строение и нефтегазоносность северо-восточной части Баренцевоморского шельфа. ‒ Отв. ред. К.Е. Дегтярев – М.: ГЕОС, 2020. 146 с.Павлов С.П., Ступакова А.В., Мусин М.В. и др. Создание каркасной сети региональных сейсмических профилей с целью изучения строения глубоких горизонтов осадочного чехла Печоро‒Баренцево‒Северокарского мегабассейна (Печорский, Южно-Баренцевский районы) ‒ Мурманск: МАГЭ, 2011. 5 кн. 1067с.Петрова Н.В., Курова А.Д. Сопоставление систем классификации землетрясений в локальных магнитудах ML в некоторых регионах Северной Евразии // Российский сейсмологический журнал. 2023. Т.5. № 2. С. 61–76, https://doi.org/10.35540/2686-7907.2023.2.05Программный комплекс EL (ELRESS). ‒ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. krsc.ru/?q=ru/EL (Дата обращения 10.07.2023).Рослов Ю.В., Сакулина Т.С., Верба М.Л. и др. Комплексные морские работы с целью получения новой информации о структуре осадочного чехла Баренцева и Карского морей. ‒ (Морской фил. ФГБУ “Росгеолфонд”. Территориальный уровень. Инв. № F2407). ‒ СПб.: ГНПП “Севморгео”, 2004. 260 с. https://rfgf.ru/catalog/docview.php?did= 05dce36469648c97d19ff3ed9e28778aСакулина Т.С., Рослов Ю.В., Павленкова Г.А. Методы и результаты обработки комплексных сейсмических исследований по профилю 2-АР (Баренцево-Карский шельф) // Физика Земли. 2009. № 3. С. 56‒63.Тектоническая карта: Тектоническая карта Арктики. ‒ М-б: 1 : 10 000 000.– Под ред.: О.В. Петрова, М. Пубелье ‒ СПб.: ВСЕГЕИ, 2019. https:// www.geokniga.org/maps/additional/tect_Arctic-map.pdf.Уникальная научная установка “Архангельская сейсмическая сеть”. ‒ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://fciarctic.ru/index.php?page= geoss (Дата обращения 30.09.2023).Хуторской М.Д., Антоновская Г.Н., Басакина И.М., Кременецкая Е.О., Кваерна Т. Сейсмичность, тепловой поток и тектоника Западно-Арктического бассейна // Мониторинг. Наука и технологии. 2015. Т.24. № 3 С. 6‒15.Хуторской М.Д., Антоновская Г.Н., Басакина И.М., Тевелева Е.А. Сейсмичность и тепловой поток в обрамлении Восточно-Европейской платформы // Вулканология и сейсмология. 2022. № 2. С. 74–92. https://doi.org/10.31857/S0203030622020043Хуторской М.Д., Ахмедзянов В.Р., Ермаков А.В. и др. Геотермия арктических морей. ‒ Отв. ред. Ю.Г. Леонов ‒ М.: ГЕОС, 2013. 232 с.Хуторской М.Д., Леонов Ю.Г., Ермаков А.В., Ахмедзянов В.Р. Аномальный тепловой поток и природа желобов в северной части Свальбардской плиты // ДАН. 2009. Т. 424. № 2. С. 227–233.Шерман С.И. Сейсмический процесс и прогноз землетрясений: тектонофизическая концепция. ‒ Отв. ред. Г.А. Соболев ‒ Новосибирск: Гео, 2014. 359 с.Antonovskaya G.N., Basakina I.M., Vaganova N.V., Kapustian N.K., Konechnaya Ya.V., Morozov A.N. Spatiotemporal relationship between Arctic Mid-Ocean Ridge system and intraplate seismicity of the European Arctic // Seismol. Res. Lett. 2021. Vol. 92. P. 2876–2890. https://doi.org/10.1785/0220210024Arctic Petroleum Geology. ‒ Ed.by A.M. Spencer, A.F. Embry, D.L. Gautier, A.V. Stupakova, K. Sørensen ‒ (Geol. Soc. London. GB. 2011. Geol. Soc. Mem. No. 35), pp. 661. https://doi.org/10.1144/M35.0Carslaw H.S., Jaeger J.C. Conduction of heat in solids. // J. Engineering Materials and Technology. 1989. Vol. 108. P. 378–378, https://doi.org/10.1115/1.3225900Davies J.H., Davies D.R. Earth’s surface heat flux // Solid Earth. 2010. Vol. 1. P. 5–24.Elsasser W.M. Convection and stress propagation in the upper mantle. ‒ In: Application of Modern Physics to the Earth and Planetary Interiors. ‒ Ed. by S.K. Runcorn, (Wiley-Intersci., NY, USA. 1969). P. 223–246.Fjeldskaar W. What about the asthenosphere viscosity? Comment on “Sea-level change, glacial rebound and mantle viscosity for northern Europe” by K. Lambeck, C. Smither and P. Johnston // Geophys. J. Int. 2000. Vol. 142. № 1. P. 277–278. https://doi.org/10.1046/j.1365-246x.2000.00126.xHutchinson M.F. A new procedure for gridding elevation and stream line data with automatic removal of spurious pits // J. Hydrol. 1989. Vol. 106. № 3–4. P. 211–232. https://doi.org/10.1016/0022-1694(89)90073-5Hutchinson M.F., Xu T., Stein J.A. Recent progress in the ANUDEM elevation gridding procedure. ‒ In: Geomorphometry. ‒ Ed. by T. Hengel, I.S. Evans, J.P. Wilson, M. Gould, (Redlands, California, USA, 2011). P. 19–22.ISC Bull. [Electronic resource], http://www.isc.ac.uk/ iscbulletin/search/bulletin/ (Accessed July 10, 2023). https://doi.org/10.31905/D808B830Kim W.-Y., Ottemöller L. Regional Pn body-wave magnitude scale mb(Pn) for earthquakes along the northern mid-Atlantic Ridge // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2017. Vol. 122. P. 10,321–10,340. https://doi.org/10.1002/2017JB014639Klitzke P., Faleide J. I., Scheck-Wenderoth M., Sippel J. A lithosphere-scale structural model of the Barents Sea and Kara Sea region // Solid Earth. 2015. Vol. 6. P. 153–172. https://doi.org/10.5194/se-6-153-2015Kværna T., Dando B.D.E., Gibbons S.J. Seismic monitoring of Novaya Zemlya: Progress, challenges and prospects // Seismol. Res. Lett. 2023. Vol. 94. № 3. P. 1495–1508. https://doi.org/10.1785/0220220338Marsan D., Bean C.J. Seismicity response to stress perturbations analyzed for a word-wide catalogue // Geophys. J. Int. 2003. Vol. 154. P. 179–195.Morozov A.N., Asming V.E., Vaganova N.V., Konechnaya Ya.V., Mikhaylova Ya.A., Evtyugina Z.A. Seismicity of the Novaya Zemlya archipelago: Relocated event catalog from 1974 to 2014 // J. Seismol. 2017. Vol. 21. № 6. P. 1439–1466. https://doi.org/10.1007/s10950-017-9676-yMorozov A.N., Vaganova N.V., Mikhailova Ya.A., Starkov I.V. Unification of magnitudes for modern earthquakes in the Eurasian Arctic region // Seismic Instruments. 2022. Vol. 58. № 4. P. 389–397, https://doi.org/10.3103/S0747923922040077Pollitz F.F., Burgmann R., Romanowicz B. Viscosity of oceanic asthenosphere inferred from remote triggering of earthquakes // Science. 1998. Vol. 280(5367). P. 1245–9. PMID: https://doi.org/10.1126/science.280.5367.1245.Priestley K., McKenzie D. The relationship between shear wave velocity, temperature, attenuation and viscosity in the shallow part of the mantle // Earth Planet. Sci. Lett. 2013. Vol. 381. P. 78–91.Skordas E.S., Meyer K., Olson R., Kulhanek O. Causality between interplate (North Atlantic) and intraplate (Fennoscandia) seismicities // Tectonophysics. 1991. Vol. 185. № 3–4. P. 295–307. https://doi.org/10.1016/0040-1951(91)90450-7Spatial Analyst Tools – Topo to Raster, http:// https://pro.arcgis.com/ru/pro-app/latest/tool-reference/spatial-analyst/topo-to-raster (Accessed October 1, 2023).The Global Heat Flow Database [Electronic resource], https://www.ihfc-iugg.org/products/global-heat-flow-database (Accessed September 30, 2023).Velicogna I., Wahr J. Postglacial rebound and Earth’s viscosity structure from GRACE // J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107. № B12. P. 2376. https://doi.org/10.1029/2001JB001735Vorobieva I.A., Gvishiani A.D., Shebalin P.N., Dzeboev B.A., Dzeranov B.V., Skorkina A.A., Sergeeva N.A., Fomenko N.A. Integrated Earthquake Catalog II: The Western sector of the Russian Arctic // Applied Sciences. 2023. Vol. 13. № 7084. https://doi.org/10.3390/app13127084Yang X., North R., Romney C., Richards P.G. Worldwide nuclear explosions // Int. Geophysics. 2003. Vol. 81. P. 1595–1599.