Seismic-strain and acoustic monitoring of geodynamical processes by high sensitive and spatially distanced instruments in seismo-energy-active and aseismic zones

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The results of wideband geophysical processes observations by means of laser strainmeters and special geo-acoustic equipment are presented. The examples of synchronous registering of strain-seismic and geo-acoustic earth oscillations in Kamchatka and Moscow region as well as parallel analysis of the obtained data are shown. These results reveal the possibility of the introduced technics application for local and global disturbances of investigated processes separation.

Full Text

Restricted Access

About the authors

D. V. Aleksandrov

Fryazino Branch, Kotel’nikov Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: mnd139@ire216.msk.su
Russian Federation, 1, Vvedensky sq., Fryazino, Moscow Region, 141190

M. N. Dubrov

Fryazino Branch, Kotel’nikov Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of Sciences

Email: mnd139@ire216.msk.su
Russian Federation, 1, Vvedensky sq., Fryazino, Moscow Region, 141190

I. A. Larionov

Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation, Russian Academy of Sciences, Far Eastern Branch

Email: mnd139@ire216.msk.su
Russian Federation, 7, Mirnaya str., Paratunka set., Elizovo district, Kamchatka region, 684034

Yu. V. Marapulets

Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation, Russian Academy of Sciences, Far Eastern Branch

Email: mnd139@ire216.msk.su
Russian Federation, 7, Mirnaya str., Paratunka set., Elizovo district, Kamchatka region, 684034

B. M. Shevtsov

Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation, Russian Academy of Sciences, Far Eastern Branch

Email: mnd139@ire216.msk.su
Russian Federation, 7, Mirnaya str., Paratunka set., Elizovo district, Kamchatka region, 684034

References

  1. Александров Д.В. Особенности работы трехзеркального интерферометра и использование его для регистрации деформаций земной поверхности // Нелинейный мир. 2012. № 2. С. 114–115.
  2. Александров Д.В., Кравцов В.В., Ларионов И.А. Предварительные результаты испытаний трехзеркального лазерного интерферометра на Камчатском геополигоне // Труды 23-ей Международной конференции “Лазеры, измерения, информация”, 5–6 июня 2013 г., Санкт-Петербург. СПб., 2013. С. 105.
  3. Александров Д.В., Кравцов В.В., Дубров М.Н. Изучение работы управляемых лазер-интерферометров на больших базах // Нелинейный мир. 2015. Т. 13. № 2. С. 5–6.
  4. Александров Д.В., Кравцов В.В., Дубров М.Н. Результаты испытаний лазерных интерферометров-деформографов на Фрязинском Лучеводном полигоне // Нелинейный мир. 2018. № 2. С. 44–46.
  5. Головачев С.П., Дубров М.Н., Волков В.А. Взаимосвязь тропического циклогенеза и сейсмической активности по данным спутниковых и наземных измерительных комплексов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 232–238.
  6. Долгих Г.И. Исследование волновых полей океана и литосферы лазерно-интерференционными методами. Владивосток: Дальнаука, 2000. 160 с.
  7. Долгих Г.И. Принципы построения однокоординатных лазерных деформографов // Письма в ЖТФ. 2011. Т. 37. Вып. 5. С. 24–30.
  8. Дубров М.Н., Яковлев А.П., Алешин В.А. О связи высокочастотных микросейсмических деформаций с напряженным состоянием литосферы // Докл. АН СССР. 1987. Т. 293. № 5. С. 1085–1089.
  9. Дубров М.Н., Матвеев Р.Ф. Разработка и исследование многокомпонентных геофизических лазерных интерферометров-деформографов // Радиотехника и электроника. 1998. Т. 43. № 9. С. 1147–1152.
  10. Дубров М.Н., Смирнов В.М. Взаимосвязанные возмущения земной поверхности, атмосферы и ионосферы Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 2013. Т. 53. № 1. С. 53–63.
  11. Дубров М.Н., Александров Д.В., Кравцов В.В. Лазерные интерферометры-деформографы: новые разработки и применение // Электронный журнал “Исследовано в России”. 2013. № 025. С. 354–359. URL http://cplire.ru:8080/6260/1/zhurnal_article_2013_025.pdf (дата обращения: 15.10.2018)
  12. Дубров М.Н., Луканенков А.В., Николаев А.В. Перспективы развития сейсмического мониторинга // Физика ядерного взрыва. Т. 5. Контроль ядерных испытаний / Под ред. В.М. Лоборева и др. М.: Физматлит, 2017. С. 161–185.
  13. Комаров И.И., Синева З.И., Михайлова Н.Н., Абдрахманова Г.С. Модель сейсмического шума по наблюдениям геофизической обсерватории “Маканчи” // Вестник НЯЦ РК. Геофизика и проблемы нераспространения. 2000. Вып. 2. С. 17–23.
  14. Ларионов И.А., Непомнящий Ю.А. Особенности геодеформационных измерений приповерхностных осадочных пород // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2016. № 3(14). С. 85–90.
  15. Марапулец Ю.В., Шевцов Б.М., Ларионов И.А. и др. Отклик геоакустической эмиссии на активизацию деформационных процессов при подготовке землетрясений // Тихоокеанская геология. 2012. Т. 31. С. 59–67.
  16. Николаев А.В., Луканенков А.В., Дубров М.Н. Новые возможности совместной обработки данных регистрации смещений и деформаций в поле сейсмической волны // ДАН. 2010. Т. 430. № 6. С. 816–819.
  17. Щербина А.О., Мищенко М.А., Ларионов И.А. Аппаратно-программный комплекс мониторинга геоакустической эмиссии // Вестник КРАУНЦ. Серия Науки о Земле. 2005. №2(6). С. 128–132.
  18. Abbott B.P., Abbott R., Abbott T.D. et al. Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 116. Iss. 6. P. 061102.
  19. Amoruso A., Crescentini L., Bayo A. et al. Two High-Sensitivity Laser Strainmeters Installed in the Canfranc Underground Laboratory (Spain): Instrument Features from 100 to 0.001 mHz // Pure and Applied Geophysics. 2018. V. 175. Iss. 5. P. 1727–1737.
  20. Barbour A.J., Agnew D.C. Detection of Seismic Signals Using Seismometers and Strainmeters // Bulletin of the Seismological Society of America. 2012. V.102. № 6. P. 2484–2490.
  21. Dubrov M.N., Alyoshin V.A., Yakovlev A.P. Wideband laser strainmeters as a new instrument for geophysical research // Gerlands Beitr. Geophysik. Leipzig. 1989. V. 98(4). P. 292–300. ISSN: 0016-8696.
  22. Dubrov M.N., Volkov V.A., Golovachev S.P. Earthquake and hurricane coupling is ascertained by ground-based laser interferometer and satellite observing techniques // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. Discus. 2014. V. 2(1). P. 935–961. (Discussion part of the Interactive Open Access Journal of EGU). doi: 10.5194/nhessd-2-935-2014.
  23. Harrop N., Attenborough K. Laser-Doppler vibrometer measurements of acoustic-to-seismic coupling in unconsolidated soils // Applied Acoustics. 2002. V. 63. № 4. P. 419–429.
  24. Karmaleyeva R.M., Latynina L.A., Savarensky E.F. On the Observation of Long-Period Waves with Quartz Extensometers // Pure and Applied Geophysics. 1970. V. 82. № 1. P. 85–97.
  25. Sobolev G. A. Seismicity dynamics and earthquake predictability // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2011. № 11. P. 445–458. doi: 10.5194/nhess-11-445-2011.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. Fig. 1. Diagram of the installation of laser interferometers-deformographs on the underground radiopaque line in Fryazino (a) and a general view of the 32-meter laser deformograph in Paratunka (b).

Download (112KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Registration of a remote earthquake of August 16, 2005 (Japan, Mw = 7.2) with a deformograph with a base of 3 m in Fryazino (a, b) and a local earthquake on July 31, 2010 (off the coast of Kamchatka, K = 10) with a deformograph with a base of 32 m in Paratunka ( c, d)

Download (72KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Seismo-deformation processes accompanying the earthquake South-West of Sumatra 03/02/2016, Ms = 7.6, recorded by laser deformographs in Kamchatka (a) and in the Moscow region (b); The bottom shows a 10-minute fragment of the registration of surface seismic waves (c).

Download (79KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Geoacoustic signals recorded on Kamchatka on September 11-17, 2015 (a, b), as well as microseismic deformations of the earth's surface (c, d) and geomagnetic activity (e) recorded in the Moscow region in the same period.

Download (138KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Mutual correlation of geophysical processes September 14–15: 1 - geoacoustic signals at the points of “Mikizha” and “Karymshina” (Kamchatka); 2 - geoacoustic signals in the point “Mikizha” (Kamchatka) and geomagnetic activity in the Moscow region; 3 - geoacoustic signals in the point “Karymshina” (Kamchatka) and geomagnetic activity in the Moscow region.

Download (67KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Russian academy of sciences