The predictability of seismicity and large earthquakes: Kamchatka 1962 to 2014

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

This paper reports the estimation of the predictability of seismicity and large earthquakes in Kamchatka as inferred from data in the Kamchatka regional catalog for 1962–2014. The mathematical model uses a second-order nonlinear differential equation, while the optimization algorithm and the estimates of predictability are the author’s own. The estimates show a high predictability of seismicity; the extrema of prediction nonlinearity typical of large earthquakes usually occur simultaneously with similar extrema of seismicity as a whole. Overall, 220 large (K ≥ 13.3) Kamchatka earthquakes were analyzed to find that foreshock predictability was available for 200 earthquakes (~30000 determinations) and aftershock predictability for 215 earthquakes (~300000 determinations). The predictability related to large earthquakes began to be seen and was rapidly increasing at intermediate (7.5–30 km) radii of hypocenter samples. The prediction distances over time were some tens and hundreds of days for foreshock predictability and some hundreds and thousands of days for aftershock predictability. These results demonstrate very good promise for the approximation extrapolation approach to the prediction of both large earthquakes themselves and of subsequent aftershock decay of seismic activity.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. I. Malyshev

Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: malyshev@igg.uran.ru
Russian Federation, 15, Akademika Vonsovskogo str., Yekaterinburg, 620016

References

  1. Малышев А.И. Динамика саморазвивающихся процессов // Вулканология и сейсмология. 1991. № 4. С. 61–72.
  2. Малышев А.И. Гиперболические закономерности сейсмической подготовки извержения вулкана Шивелуч 12 ноября 1964 г. // Вулканология и сейсмология. 2000. № 3. С. 70–78.
  3. Малышев А.И. Закономерности нелинейного развития сейсмического процесса. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2005. 111 с.
  4. Малышев А.И. Первые результаты 3D-мониторинга сейсмической активности и его перспективы // Ежегодник-2013. Тр. Института геологии и геохимии им. акад. А.Н. Заварицкого. Вып. 161. 2014. С. 390–395.
  5. Малышев А.И. Оценка прогнозируемости сейсмического потока на примере извержения вулкана Шивелуч 1964 г. // Вулканология и сейсмология. 2016. № 6. С. 22–36.
  6. Тихонов И.Н. Методы и результаты анализа каталогов землетрясений для целей средне- и краткосрочного прогнозов сильных сейсмических событий. Владивосток, Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2006. 214 с.
  7. Тихонов И.Н. Методология прогноза сильных землетрясений по потоку сейсмичности на примере северо-западной части Тихоокеанского пояса / Автореф. дисс. ... доктора физ.-мат. наук. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2009. 192 с.
  8. Чебров В.Н., Салтыков В.А., Серафимова Ю.К. Прогнозирование землетрясений на Камчатке. М.: Светоч Плюс, 2011. 304 с.
  9. Чеброва А.Ю., Матвеенко Е.А. Состояние окончательного каталога землетрясений Камчатки и Командорских островов в 2013 году // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2013. С. 122–126.
  10. Bell A.F., Kilburn C.R.J., Main I.G. Volcanic Eruptions, Real-Time Forecasting of // Encyclopedia of Earthquake Engineering. Springer, 2016. P. 3892–3906.
  11. Bell A.F., Naylor M., Heap M.J., Main I.G. Forecasting volcanic eruptions and other material failure phenomena: An evaluation of the failure forecast method // Geoph. Res. Letters. 2011. V. 38. Iss. 15. LI5304. doi: 10.1029/2011GL048155
  12. Bell A.F., Naylor M., Main I.G. The limits of predictability of volcanic eruptions from accelerating rates of earthquakes // Geophys J Int. Geophys. J. Int. 2013 V. 194. P. 1541–1553. doi: 10.1093/gji/ggt191
  13. Encyclopedia of Earthquake Engineering. Springer, 2016. 3965 p.
  14. Voight B. A method for prediction of volcanic eruptions // Nature. 1988. V. 332. P. 125–130.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Predictability of seismic flow and strong earthquakes of Kamchatka in 1962–2014.

Download (561KB)
3. Fig. 2. The predicted value of the non-linearity α.

Download (156KB)
4. Fig. 3. Graphs of retro-forecast determinations corresponding to the maxima of non-linear predictability of some strong earthquakes.

Download (135KB)
5. Fig. 4. Spatial distribution of seismicity and predictability of strong Kamchatka earthquakes in 1962–2014.

Download (274KB)

Copyright (c) 2019 Российская академия наук