Journal of Volcanology and SeismologyJournal of Volcanology and SeismologyВулканология и сейсмология0203-03063034-5138The Russian Academy of Sciences68842510.31857/S0203030625010053GIQKQGArticlesСтатьиResearch ArticleOn the Identification of Typical Precursor Anomalies in the Foreshock Areas of Strong Earthquakes, Kuril-Kamchatka RegionО проявленности типовых предвестниковых аномалий в форшоковых областях сильных землетрясений, Курило-Камчатский регионRodkinM. V.РодкинМ. В.
Russian Federation
rodkin@mitp.ruAndreevaM. Yu.АндрееваМ. Ю.
Russian Federation
rodkin@mitp.ruInstitute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics of the Russian Academy of SciencesИнститут теории прогноза землетрясений и математической геофизики Российской академии наукInstitute of Marine Geology and Geophysics of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of SciencesИнститут морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наукSchmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of SciencesИнститут физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук150320252627228072025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0203-0306/article/view/688425

The article discusses the prospects of a new earthquake forecast algorithm based on a set of precursor anomalies previously identified in details as a result of constructing and analyzing a generalized vicinity of a strong earthquake. The difference in physical mechanisms of different depth earthquakes is taken into account. The question is considered, how often typical averaged anomalies can be statistically reliably identified in the foreshock areas of individual strong earthquakes; the regional catalog of Kamchatka and Northern Kuril Islands of the Kamchatka Branch of the Geophysical Surveys of the Russian Academy of Sciences is used. In this catalog, at least one typical anomaly is detected in one third of cases of the target earthquakes with magnitude M ≥ 6.5. The probability of such successful retrospective forecast depends to a decisive extent on the number of events registered in the foreshock zone of a given strong earthquake. This result is supported by the results of the analysis of the world ISC-GEM and GCMT catalogs and the 2023 Turkish Earthquake Doublet. The possibilities for the development of the used forecast method are discussed; attention is drawn to the problem of false alarms.

Обсуждается перспективность нового алгоритма прогноза землетрясений, где за основу берется набор предвестниковых аномалий, ранее надежно выявленных в результате построения и анализа обобщенной окрестности сильного землетрясения. Принимается во внимание различие физических механизмов разноглубинных землетрясений. По данным регионального каталога Камчатки и Северных Курил КФ ФИЦ ЕГС РАН рассматривается вопрос, насколько часто такие типовые усредненные аномалии статистически надежно выявляются в форшоковых областях отдельных сильных землетрясений. Для этого каталога по крайней мере одна типовая аномалия выявляется в трети случаев целевых землетрясений магнитудой М ≥ 6.5. Вероятность успешного ретроспективного прогноза в решающей степени зависит от числа событий, зарегистрированных в форшоковой области данного сильного землетрясения. Рост доли ретроспективно прогнозируемых землетрясений с ростом числа событий в форшоковой области данного сильного землетрясения подкрепляется результатами анализа мировых каталогов ISC-GEM и GCMT и дублета Турецких землетрясений 2023 г. Предлагаются варианты развития метода прогноза, обращается внимание на проблему ложных тревог.

earthquake forecastingtypical forecast anomaliesphysics of seismic destructionKuril-Kamchatkaпрогноз землетрясенийтиповые прогнозные аномалиифизика сейсмического разрушенияКурило-Камчатский регионПравительство Российской ФедерацииGovernment of the Russian FederationЗавьялов А.Д. Среднесрочный прогноз землетрясений: основы, методика, реализация. М.: Наука, 2006. 254 с.Кособоков В.Г., Соловьев А.А. Об оценке результатов тестирования алгоритмов прогноза землетрясений // Доклады РАН. 2015. Т. 460. № 6. С. 710–712.Калинин В.А., Родкин М.В., Томашевская И.С. Геодинамические эффекты физико-химических превращений в твердой среде. М.: Наука, 1989. 158 с.Касахара К. Механика землетрясений. М.: Мир, 1985. 264 с.Рогожин Е.А. Сейсмотектоника центрального сектора Большого Кавказа как основа для сейсмического мониторинга и оценки опасности // Вестник Владикавказского Научного Центра. 2009. Т. 9. № 4. С. 16‒22.Родкин М.В. Сейсмический режим в обобщенной окрестности сильного землетрясения // Вулканология и сейсмология. 2008. № 6. С. 66‒77.Родкин М.В., Никитин А.Н., Васин Р.Н. Сейсмотектонические эффекты твердофазных превращений в геоматериалах. М.: ГЕОС, 2009. 198 с.Родкин М.В., Рундквист Д.В. Геофлюидодинамика. Приложение к сейсмологии, тектонике, процессам рудо- и нефтегенеза. Долгопрудный: Интеллект, 2017. 288 с.Родкин М.В., Андреева М.Ю., Григорьева О.О. Анализ обобщенной окрестности сильного землетрясения по региональным данным, Курило-Камчатский регион // Вулканология и сейсмология. 2020. № 6. С. 67–77.Родкин М.В. Типовая фор- и афтершоковая аномалия – эмпирика, интерпретация // Вулканология и сейсмология. 2020. № 1. С. 64–76.Родкин М.В., Липеровская Е.В. О различии физических механизмов разноглубинных землетрясений и характера их ионосферного отклика // Физика Земли. 2023. № 3. С. 48–62.Родкин М.В. Новый алгоритм прогноза землетрясений – подходы и вопросы // Тезисы. III Всероссийская научная конференция с международным участием “Современные методы оценки сейсмической опасности и прогноза землетрясений” (25‒26 октября 2023 г.). М.: ИТПЗ РАН, 2023. С. 215–219.Родкин М.В., Ирмак Т.С., Таймаз Т. Дублет сильных землетрясений в Турции 6 февраля 2023 г. обозначил ряд проблем // Тезисы докладов. IX Всероссийская научно-техническая конференция “Проблемы комплексного геофизического мониторинга сейсмоактивных регионов” (24–30 сентября 2023 г.). Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2023. С. 23‒24.Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука, 1993. 314 с.Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003. 273 с.Aki K. Maximum likelihood estimate of b in the formula logN = a – bM and its confidence limits // Bulletin Earthquake Research Institute University. 1965. V. 43. P. 237–239.Bridgman P.W. Polymorphic Transitions and Geological Phenomena // American Journal of Science. 1945. V. A 243(1). P. 90–96.Catalog of earthquakes in Kamchatka and the Commander Islands. Available from: https://sdis.emsd.ru/info/earthquakes/catalogue (Last Accessed November 11, 2023).Geller R.J., Jackson D.D., Kagan Y.Y., Mulargia F. Earthquakes Cannot Be Predicted // Science. 1997. V. 275(5306). P. 1616–1616.https://doi.org/10.1126/science.275.5306.1616Houston H. Deep earthquakes // Treatise on Geophysics, 2nd ed. V. 4. Oxford: Elsevier, 2015. Р. 329‒354.Ismail-Zadeh A., Kossobokov V.G. Earthquake prediction, M8 algorithm // Encyclopedia of Solid Earth Geophysics / Ed. H.K. Gupta. Cham: Springer, 2020. P. 204–207. https://doi.org/10.1007/978-3-030-10475-7_157-1Jordan T.H., Chen Y.-T., Gasparini P. et al. Operational earthquake forecasting – state of knowledge and guidelines for utilization // Annals Geophysics. 2011. V. 54. № 4. P. 315–391.Kagan Y.Y., Jackson D.D. Probabilistic forecasting of earthquakes // Geophys. J. Intern. 2000. V. 143. Iss. 2. P. 438–453.Rodkin M.V. Patterns of seismicity found in the generalized vicinity of a strong earthquake: Agreement with common scenarios of instability development // Extreme Events and Natural Hazards: The Complexity Perspective / Eds A.S. Sharma et al. Washington, DC: American Geophysical Union, 2012. P. 27–39. https://doi.org/10.1029/2011GM001060Rodkin M.V., Mandal P. A possible physical mechanism for the unusually long sequence of seismic activity following the 2001 Bhuj Mw7.7 earthquake, Gujarat, India // Tectonophysics. 2012. V. 536–537. P. 101–109.Rodkin M.V., Tikhonov I.N. The typical seismic behavior in the vicinity of a large earthquake // Physics and Chemistry of the Earth. 2016. V. 95. P. 73‒84.Rodkin M.V. The Variability of Earthquake Parameters with the Depth: Evidences of Difference of Mechanisms of Generation of the Shallow, Intermediate-Depth, and the Deep Earthquakes // Pure Appl. Geophys. 2022. V. 179. P. 4197‒4206. https://doi.org/10.1007/s00024-021-02927-4Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length, rupture width, rupture area, and surface displacement // BSSA. 1994. V. 84(4). P. 974–1002.