Соотношение между магнитудами MLH и MW для Курило-Охотского региона и его использование для транзитных пересчетов в другие магнитуды

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В целях унификации каталога землетрясений Курило-Охотского региона получена двухсегментная линейная зависимость между магнитудой по поверхностной волне MLH Сахалинского филиала ФИЦ ЕГС РАН и моментной магнитудой MW агентств GCMT и NIED. Сопоставление с аналогичными формулами по другим каталогам показало, что для сильных землетрясений (MLH = 6.5–8.1) отмечается небольшое (~ 0.1) превышение региональной магнитуды MLH над MS других каталогов. На интервале 4.0–6.5 MLH превышает значения MS на 0.2–0.4. Получены зависимости между MLH и ML Камчатского филиала ФИЦ ЕГС РАН в районе Средних и Северных Курильских островов, а также между MLH и Mj агентства JMA для южной части региона. Транзитным пересчетом с использованием соотношения MLH (MW) удалось повторить с хорошей точностью непосредственно полученные зависимости. Лучший результат был достигнут при учете различий в определении MW разными агентствами.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Сафонов

Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: d.safonov@imgg.ru
Россия, ул. Науки, 1Б, Южно-Сахалинск, 693022

Список литературы

  1. Абубакиров И.Р., Гусев А.А., Гусева Е.М., Павлов В.М., Скоркина А.А. Массовое определение моментных магнитуд Mw и установление связи между Mw и ML для умеренных и слабых камчатских землетрясений // Физика Земли. 2018. № 1. С. 37–51.
  2. Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР / Ред. З.И. Аранович, Д.П. Кирнос, В.М. Фремд. М.: Наука, 1974. 244 с.
  3. Ванек И., Затопек А., Карник В., Кондорская Н.В., Ризниченко Ю.В., Саваренский Е.Ф., Соловьев С.Л., Шебалин Н.В. Стандартная шкала магнитуд // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1962. № 2. С. 153–158.
  4. Габсатарова И.П., Пойгина С.Г. Унификация сейсмологических каталогов по магнитуде // Землетрясения России в 2022 году. Обнинск: СФ ФИЦ ЕГС РАН, 2024. С. 145–148.
  5. Горбунова И.В., Захарова А.И., Чепкунас Л.С. Магнитуды MLV и MLH // Магнитуда и энергетическая классификация землетрясений. М.: ИФЗ АН СССР, 1974. Т. 2. С. 87–93.
  6. Гусев А.А., Мельникова В.Н. Связи между магнитудами – среднемировые и для Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1990. № 6. С. 55–63.
  7. Инструкция о порядке производства и обработки наблюдений на сейсмических станциях Единой системы сейсмических наблюдений СССР / Отв. сост. Н.В. Кондорская, З.И. Аранович, Н.В. Шебалин. М.: Наука, 1982. 273 с.
  8. Маловичко А.А., Петрова Н.В., Габсатарова И.П., Левина В.И., Михайлова Р.С., Курова А.Д. Сейсмичность Северной Евразии в 2018–2019 гг. // Землетрясения Северной Евразии. 2023. Вып. 26 (2018–2019 гг.). С. 10–38. https://doi.org/10.35540/1818-6254.2023.26.01
  9. Сафонов Д.А. Переходные соотношения для энергетических характеристик землетрясений Курило-Охотского региона // Вопросы инженерной сейсмологии. 2024. Т. 51. № 2. С. 102–117. https://doi.org/10.21455/VIS2024.2-6
  10. Сафонов Д.А., Коновалов А.В. Использование программы ISOLA для определения тензора сейсмического момента землетрясений Курило-Охотского и Сахалинского регионов // Тихоокеанская геология. 2017. Т. 36. № 3. С. 102–112.
  11. Сейсмологический каталог (сеть телесейсмических станций) / ФИЦ ЕГС РАН, http://www.gsras.ru/ftp/Teleseismic_Catalog/ (дата обращения 05.08.2024).
  12. Соловьев С.Л. Классификации землетрясений по величине их энергии // Тр. Геофиз. института АН СССР. 1955. № 30(157). С. 3–21.
  13. Соловьев С.Л. О региональных отличиях калибровочной кривой для определения магнитуды землетрясений по поверхностным волнам // Магнитуда и энергетическая классификация землетрясений. М.: ИФЗ АН СССР, 1974. Т. 2. С. 55–59.
  14. Соловьев С.Л., Соловьева О.Н. Соотношение между энергетическим классом и магнитудой Курильских землетрясений // Физика Земли. 1967. № 2. С. 13–23.
  15. Федотов С.А. Энергетическая классификация Курило-Камчатских землетрясений и проблема магнитуд. М.: Наука, 1972. 117 с.
  16. Фокина Т.А., Сафонов Д.А., Костылев Д.В. Сейсмичность Приамурья и Приморья, Сахалина и Курило-Охотского региона в 2018–2019 гг. // Землетрясения Северной Евразии. 2023. Вып. 26 (2018–2019 гг.). С. 154–170. https://doi.org/10.35540/1818-6254.2023.26.01
  17. Фокина Т.А., Костылев Д.В., Коргун Н.В., Сафонов Д.А. Результаты сейсмического мониторинга различных регионов России. Приамурье и Приморье, Сахалин и Курило-Охотский регион // Землетрясения России в 2022 году. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2024. С. 59–67.
  18. Халтурин В.И. Соотношения между магнитудными определениями, ожидаемые и наблюдаемые. Магнитуда и энергетическая классификация землетрясений. М.: ИФЗ АН СССР, 1974. Т. 1. С. 145–153.
  19. Чубарова О.С., Гусев А.А., Викулина С.А. Двадцатисекундная региональная магнитуда MS(20R) для Дальнего Востока России // Сейсмические приборы. 2010. Т. 46. № 3. С. 58‒63.
  20. Чубарова О.С., Гусев А.А. Региональная шкала магнитуд по поверхностным волнам для землетрясений Дальнего Востока России // Физика Земли. 2017. № 1. С. 60–71. https://doi.org/10.7868/S0002333716060028
  21. Bondár I., Storchak D.A. Improved location procedures at the International Seismological Centre // Geophys. J. Int. 2011. V. 186. P. 1220–1244. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05107.x
  22. Bormann P., Wendt S., Di Giacomo D. Seismic sources and source parameters // New Manual of Seismological Observatory Practice 2 (NMSOP2) / Ed. P. Bormann. Potsdam: Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, 2013. P. 1–259. https://doi.org/10.2312/GFZ.NMSOP-2_ch3
  23. Bormann P., Wylegalla K. Investigation of the correlation relationships between various kinds of magnitude determination at station Moxa depending on the type of instrument and on the source area // Public. Inst. Geophys. Polish Acad. Sci. 1975. V. 93. P. 160–175 (in German).
  24. Chebrov V.N., Droznin D.V., Kugaenko Y.A., Levina V.I., Senyukov S.L., Sergeev V.A., Shevchenko Y.V., Yashchuk V.V. The system of detailed seismological observations in Kamchatka in 2011 // J. Volcanology and Seismology. 2013. V. 7. № 1. P. 16–36. https://doi.org/10.1134/S0742046313010028
  25. Chebrova A.Yu., Chemarev A.S., Matveenko E.A., Chebrov D.V. Seismological data information system in Kamchatka branch of GS RAS: organization principles, main elements and key functions // Geophysical Research. 2020. V. 21. № 3. P. 66–91.
  26. Cheng J., Rong Y., Magistrale H., Chen G., Xu X. An Mw‐based historical earthquake catalog for Mainland China // Bulletin of the Seismological Society of America. 2017. V. 107. № 5. P. 2490–2500. https//doi.org/10.1785/0120170102
  27. Das R., Wason H.R., Sharma M.L. Global regression relations for conversion of surface wave and body wave magnitudes to moment magnitude // Nat. Hazards. 2011. V. 59. P. 801–810.
  28. Di Giacomo D., Bondár I., Storchak D.A., Engdahl E.R., Bormann P., Harris J. ISC-GEM: Global Instrumental Earthquake Catalogue (1900–2009), III. Re-computed MS and mb, proxy MW, final magnitude composition and completeness assessment // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2015. V. 239. P. 33–47. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2014.06.005
  29. Di Giacomo D., Engdahl E.R., Storchak D.A. The ISC-GEM earthquake catalogue (1904–2014): status after the extension project // Earth Syst. Sci. Data. 2018. V. 10. P. 1877–1899. https://doi.org/10.5194/essd-10-1877-2018
  30. Edwards B., Rietbrock A. A comparative study on attenuation and source-scaling relations in the Kantō, Tokai, and Chubu regions of Japan, using data from Hi-net and KiK-net // Bulletin of the Seismological Society of America. 2009. V. 99. P. 2435–2460. https://doi.org/10.1785/0120080292
  31. Ekström G., Dziewonski A.M. Evidence of bias in estimations of earthquake size // Nature. 1988. V. 332. P. 319–323.
  32. [GCMT] The Global Centroid-Moment-Tensor (CMT) Project, www.globalcmt.org (Access date: August 12, 2024).
  33. Gutenberg B. Amplitudes of surface waves and magnitudes of shallow earthquakes // Bull. Seism. Soc. Am. 1945. V. 35. P. 3–12.
  34. Hall J. Linear Deming Regression // MATLAB Central File Exchange, https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/33484-linear-deming-regression (Access date: August 5, 2024).
  35. Hanks T.C., Kanamori H. A moment magnitude scale // J. Geophys. Res. 1979. V. 84(B5). P. 2348–2350.
  36. [ISC] International Seismological Centre. On-line Bulletin. https://doi.org/10.31905/D808B830
  37. [JMA] Japan Meteorogical Agency, https://www.jma.go.jp/jma/indexe.html (Access date: August 12, 2024).
  38. Kanamori H. The energy release in great earthquakes // J. Geophys. Res. 1977. V. 82(20). P. 2981–2987.
  39. Kanamori H. Magnitude scale and quantification of earthquakes // Tectonophysics. 1983. V. 93. P. 185–199.
  40. Karnik V. Seismicity of Europe and the Mediterranean. Czech Republic: Geophysical Institute, Academy of Sciences of the Czech Republic, 1996. 28 p.
  41. Kubo A., Fukuyama E., Kawai H., Nonomura K.I. NIED seismic moment tensor catalogue for regional earthquakes around Japan: quality test and application // Tectonophysics. 2002. V. 356. № 1–3. P. 23–48.
  42. Lolli B., Gasperini P., Vannucci G. Empirical conversion between teleseismic magnitudes (mb and MS) and moment magnitude (MW) at the Global, Euro-Mediterranean and Italian scale // Geophysical Journal International. 2014. V. 199. № 2. P. 805–828. https://doi.org/10.1093/gji/ggu264
  43. [NEIC] National Earthquake Information Center (NEIC) / USGS. https://www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/national-earthquake-information-center-neic (Access date: August 5, 2024).
  44. [NIED] F-net / National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience. http://www.fnet.bosai.go.jp (Access date: July 21, 2024).
  45. Petrova N.V., Gabsatarova I.P. Depth corrections to surface-wave magnitudes for intermediate and deep earthquakes in the regions of North Eurasia // J. of Seismology. 2020. V. 24. № 1. P. 203–219.
  46. Scordilis E.M. Empirical Global Relations Converting MS and mb to Moment Magnitude // J. of Seismology. 2006. V. 10. P. 225–236.
  47. https://doi.org/10.1007/s10950-006-9012-4
  48. Uchide T., Imanishi K. Underestimation of microearthquake size by the magnitude scale of the Japan Meteorological Agency: Influence on earthquake statistics // J. of Geophysical Research: Solid Earth. 2018. V. 123. P. 606–620. https://doi.org/10.1002/2017JB014697
  49. Wason H.R., Das R., Sharma M.L. Regression relations for magnitude conversion for the Indian region // Advances in Indian Earthquake Engineering and Seismology: Contributions in Honour of Jai Krishna. Cham: Springer, 2018. P. 55–66.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Скорость смещения грунта как функция частоты для “средних” сейсмических источников, масштабированных по M0 и MW; стрелкой показана частота определения магнитуды MS(20), рамкой – диапазон частот, в пределах которого измеряются максимальные амплитуды волн Рэлея для MS(BB) [Bormann et al., 2013] (а); приблизительные соотношения и диапазоны изменчивости ML, mb, mB и MS относительно MW, согласно [Kanamori, 1983] (б); принципиальный вид зависимости между MW и MS из работы [Scordilis, 2006] (в).

Скачать (282KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Эпицентры землетрясений Курило-Охотского региона 1968–2022 гг. c глубиной очага h ≤ 80 км.

Скачать (177KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость между моментными магнитудами MW по данным агентств SAGSR, NIED и GCMT.

Скачать (152KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость магнитуды MLH каталога Курило-Охотского региона СФ ФИЦ ЕГС РАН от MW по данным агентств GCMT и NIED.

Скачать (263KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость магнитуды MLH от MWрег каталога Курило-Охотского региона СФ ФИЦ ЕГС РАН 2012–2022 гг.

Скачать (138KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость между энергетическими классами Федотова КS и Соловьева КC в регионе Средних и Северных Курильских островов за 2007–2022 гг.

Скачать (123KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость MLH Сахалинского филиала ФИЦ ЕГС РАН от ML Камчатского филиала ФИЦ ЕГС РАН.

Скачать (224KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимости MWNIED(Mj) (a) и MLH(Mj) (б), полученные методом OSR, а также путем пересчета с помощью других соотношений.

Скачать (293KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025