Криосейсмология архипелага северная земля – первые результаты стационарного мониторинга

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Представлены первые результаты мониторинга локальной сейсмичности архипелага Северная Земля с конца 2016 по 2023 гг., зарегистрированной одиночной стационарной сейсмической станцией, установленной на о. Большевик. Выделено 73 локальных сейсмических события, имеющих P- и S-фазы. Рассмотрена возможность их сортировки (землетрясение или льдотрясение) путем сопоставления волновых форм и СВАН-диаграмм с региональными землетрясениями, произошедшими в районе архипелага. Пространственно-временная последовательность и скорость миграции событий показывают, что события ледникового типа могут быть результатом разрядки напряжений в ледниках при воздействии неглубоких коровых землетрясений в радиусе ~30 км. Показано, как при трудности развертывания сейсмической сети, даже одна стационарная сейсмическая станция позволяет получить полезную информацию о ледниковых событиях и коровых землетрясениях.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. Н. Антоновская

Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. акад. Н.П. Лаверова УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: essm.ras@gmail.com
Россия, Архангельск

Я. В. Конечная

Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. акад. Н.П. Лаверова УрО РАН; Федеральный исследовательский центр “Единая геофизическая служба РАН”

Email: essm.ras@gmail.com
Россия, Архангельск; Обнинск

Н. К. Капустян

Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. акад. Н.П. Лаверова УрО РАН

Email: essm.ras@gmail.com
Россия, Архангельск

Е. Р. Морозова

Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. акад. Н.П. Лаверова УрО РАН

Email: essm.ras@gmail.com
Россия, Архангельск

Список литературы

  1. Акимов А.П., Красилов С.А. Программный комплекс WSG “Система обработки сейсмических данных”. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 20206646٧8 от 16.11.2020 г.
  2. Антоновская Г.Н., Ковалев С.М., Конечная Я.В., Смирнов В.Н., Данилов А.В. Новые сведения о сейсмичности российской Арктики по данным пункта сейсмических наблюдений “Северная Земля” // Проблемы Арктики и Антарктики. 2018. Т. 64. № 2(116). С. 170–181. doi: 10.30758/0555-2648-2018-64-2-170-181
  3. Атлас “Геология и полезные ископаемые шельфов России” / Гл. ред. М.Н. Алексеев. М.: Научный мир, 2004. 279 c.
  4. Богородский П.В., Макштас А.П., Кустов В.Ю. Первые результаты мерзлотных наблюдений на НИС “Ледовая база “Мыс Баранова” // Исследование природной среды высокоширотной Арктики на НИС “Ледовая база “Мыс Баранова” / Под общей редакцией А.П. Макштаса и В.Т. Соколова. СПб.: ААНИИ, 2021. С. 184–193.
  5. Бузин И.В., Глазовский А.Ф., Май Р.И., Миронов Е.У., Нестеров А.В., Наумов А.К., Гудошников Ю.П. Исследование динамики и морфометрии ледников и айсбергов и прикладное использование полученных результатов при освоении углеводородных месторождений на континентальном шельфе Российской Арктики // Вестник Российского фонда фундаментальных исследований. 2020. Т. 3-4(107-108). С. 21–37.
  6. Быков В.Г. Предсказание и наблюдение деформационных волн Земли // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 3. С. ٧21–٧54. doi: 10.5800/GT‐2018‐9‐3‐0369
  7. Верниковский В.А., Добрецов Н.Л., Метелкин Д.В., Матушкин Н.Ю., Кулаков И.Ю. Проблемы тектоники и тектонической эволюции Арктики // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 8. С. 1083–110٧.
  8. Виноградов Ю.А., Федоров А.В., Баранов С.В., Асминг В.Э., Федоров И.С. О выделении айсбергообразующих льдотрясений по сейсмоинфразвуковым данным // Лед и снег. 2021. Т. 61. № 2. https://doi.org/10.31857/S2076673421020087.
  9. Голубев В.Н. Современные колебания ледникового купола Вавилова на Северной Земле // Материалы гляциологических исследований. 1998. Вып. 85. С. 196–204.
  10. Каминский В.Д. Глубинное строение Центрального Арктического бассейна / Автореф. дисс. … доктора геол.-мин. наук. СПб., 2009. 47 с.
  11. Каталог ледников СССР / Отв. ред. О.Н. Виноградов. 1980. Т. 16. Вып. 1. 81 с.
  12. Котляков В.М. Ледники // Большая российская энциклопедия 2004–201٧.
  13. https://bigenc.ru/geology/text/5556912? (Дата обращения 05.02.2024).
  14. Кочарян Г.Г. Геомеханика разломов / Отв. ред. акад. РАН В.В. Адушкин. М.: ГЕОС, 2016. 424 с.
  15. Малышев Н.А., Никишин В.А., Никишин А.М., Обметко В.В., Мартиросян В.Н., Клещина Л.Н., Рейдик Ю.В. Новая модель геологического строения и истории формирования Северо-Карского осадочного бассейна // Доклады Академии наук. 2012. Т. 445. № 1. С. 50–54. http://www.evgengusev.narod.ru/tecto/malyshev-2012.pdf
  16. Морозов А.Н., Ваганова Н.В., Асминг В.Э., Евтюгина З.А. Шкала ML для западной части Евразийской Арктики // Российский сейсмологический журнал. 2020. Т. 2. № 4. С. 63–68. doi: 10.35540/2686-7907.2020.4.06.
  17. Репина И.А., Артамонов А.Ю., Варенцов М.И., Хавина Е.М. Взаимодействие атмосферы и океана в Северном Ледовитом океане по данным измерений в летне–осенний период // Российская Арктика. 2019. № 7. С. 49–61. doi: 10.24411/2658-4255-2019-100٧5.
  18. Ружич В.В., Псахье С.Г., Черных Е.Н., Борняков С.А., Гранин Н.Г. Деформации и сейсмические явления в ледяном покрове озера Байкал // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. № 3. С. 289–299.
  19. Сочнев О.Я., Корнишин К.А., Тарасов П.А., Сальман А.Л., Глазовский А.Ф., Лаврентьев И.И., Ефимов Я.О., Мамедов Т.Э. Исследование ледников российской Арктики для обеспечения айсберговой безопасности работ на шельфе // Нефтяное хозяйство. 2018. № 10. С. 92–97. doi: 10.24887/0028-2448-2018-10-92-97
  20. Федоров А.В., Асминг В.Э., Баранов С.В., Виноградов А.Н., Евтюгина З.А., Горюнов В.А. Сейсмологические наблюдения за активностью ледников архипелага Шпицберген // Вестник МГТУ. 2016. Т. 19. № 1/1. С. 151–159.
  21. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов: Общая и прикладная // Изд. стереотип. 2019. 446 с.
  22. Шапошников В.М., Александров А.В., Матанцев Р.А., Ивановская О.Д. Анализ айсберговой опасности на Северном морском пути на примере газовозов // Арктика: экология и экономика. 2017. № 2(26). С. 76–81.
  23. Antonovskaya G.N., Basakina I.M., Vaganova N.V., Kapustian N.K., Konechnaya Y.V., Morozov A.N. Spatiotemporal Relationship between Arctic Mid-Ocean Ridge System and Intraplate Seismicity of the European Arctic // Seismolog. Res. Lett. 2021. V. 92. № 5. P. 2876–2890. https://doi.org/10.1785/0220210024.
  24. Arctic Petroleum Geology. Geological Society Memoir 35 / Eds A.M. Spencer, A.F. Embry, D.L. Gautier, A.V. Stupakova, K. Sørensen. London: Geological Society, 2011. 661 р. doi: 10.1144/M35.21
  25. Aster R., Winberry J. Glacial seismology // Reр. Prog. Phys. 2017. V. 80(126801). 39 р.
  26. doi: 10.1088/1361-6633/aa8473.
  27. Berg B., Bassis J. Crevasse advection increases glacier calving // Journal of Glaciology. 2022. P. 1–10. doi: 10.1017/jog.2022.10
  28. Blankenship D.D., Anandakrishnan S., Kempf J.L., Bentley C.R. Microearthquakes Under and Alongside Ice Stream B, Antarctica. Detected By A New Passive Seismic Array // Annals of Glaciology. 1987. V. 9. Р. 30–34. DOI: https://doi.org/10.3189/S0260305500200712
  29. Deichmann N., Ansorge J., Scherbaum F., Aschwanden A., Bernardi F., Gudmundsson G.H. Evidence for deep icequakes in an Alpine glacier // Annals of Glaciology. 2000. V. 31(1). P. 85–90. doi: 10.3189/172756400781820462
  30. Dowdeswell J.A., Gorman M.R., Bassford R.P., Williams M. et al. Form and flow of the Academy of Sciences Ice Cap, Severnaya Zemlya, Russian High Arctic // J. of Geophys. Res. 2002. V. 107(B4). P. 1–16. doi: 10.1029/2000jb000129
  31. Dowdeswell J.A., Williams M. Surge-type glaciers in the Russian High Arctic identified from digital satellite imagery // Journal of Glaciology. 1997. V. 43(145). P. 489–494. doi: 10.3189/S0022143000035097
  32. Ekström G., Nettles M., Abers G.A. Glacial earthquakes // Science. 2003. V. 302(5645). P. 622–624. doi: 10.1126/science.1088057
  33. Ekström G., Nettles M., Tsai V.C. Seasonality and increasing frequency of Greenland glacial earthquakes // Science. 2006. V. 311(5768). P. 1756–1758. doi: 10.1126/science.1122112
  34. ELRESS, Event Locator Seismological Software, 2021. Available from: http://www.krsc.ru/?q=en/EL (Last Accessed February 6, 2024)
  35. Engen Ø., Eldholm O., Bungum H. The Arctic plate boundary // J. of Geophys. Res. 2003. V. 108. № B2. 2075. doi: 10.1029/2002JB001809
  36. Fedorov A.V., Asming V.E., Jevtjugina Z.A., Prokudina A.V. Automated Seismic Monitoring System for the European Arctic // Seismic. Instruments. 2019. V. 55. P. 17–23.
  37. https://doi.org/10.3103/S0747923919010067
  38. Hudson T.S., Brisbourne A.M., Walter F., Graff D., White R.S., Smith A.M. Icequake source mechanisms for studying glacial sliding // J. of Geophys. Res.: Earth Surface. 2020. V. 125. e2020JF005627.
  39. https://doi.org/10.1029/2020JF005627
  40. Kawasaki I., Asai Y., Tamura Y. Space-time distribution of interpolate moment release including slow earthquakes and the seismo-geodetic coupling in the Sanriku-oki region along the Japan trench // Tectonophysics. 2001. V. 330. P. 267–283. doi: 10.1016/S0040-1951(00)00245-6
  41. Köhler A., Maupin M., Nuth C., Van Pelt W. Characterization of seasonal glacial seismicity from a single-station on-ice record at Holtedahlfonna, Svalbard // Annals of Glaciology. 2019. V. 60(79). doi: 10.1017/aog.2019.15
  42. Köhler A., Nuth C., Schweitzer J., Weidle C., Gibbons S.J. Regional passive seismic monitoring reveals dynamic glacier activity on Spitsbergen, Svalbard // Polar Research. 2015. V. 34:1. 26178. doi: 10.3402/polar.v34.26178
  43. Konstantinou K.I., Schlindwein V. Nature, wavefield properties and source mechanism of volcanic tremor: A review // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2003. V. 119(1–4). P. 161–187. doi: 10.1016/S0377-0273(02)00311-6
  44. Kremenetskaya E., Asming V., Ringdal F. Seismic Location Calibration of the European Arctic // Pure and Applied Geophysics. 2001. V. 158. P. 117–128. https://doi.org/10.1007/PL00001151
  45. Lay T., Wallace T.C. Modern global seismology. San Diego, CA: Academic Press, 1995.
  46. Mikesell T.D., van Wijk K., Haney M.M., Bradford J.H., Marshall H.P., Harper J.T. Monitoring glacier surface seismicity in time and space using Rayleigh waves // J. of Geophys. Res. 2012. V. 117. F02020. doi: 10.1029/2011JF002259
  47. Moholdt G., Wouters B., Gardner A.S. Recent mass changes of glaciers in the Russian High Arctic // Geophys. Res. Lett. 2012. V. 39. P. 1–5. doi: 10.1029/2012gl051466
  48. Morozov A.N., Vaganova N.V., Asming V.E., Mikhailova Ya.A. Seismicity of the North of the Russian Plate: Relocation of Recent Earthquakes // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2018. V. 54. № 2. Р. 292–309. doi: 10.1134/S1069351318020143
  49. Morozov A.N., Vaganova N.V., Konechnaya Ya.V., Asming V.E., Dulentsova L.G., Evtyugina Z.A. Seismicity in the far Arctic areas: Severnaya Zemlya and the Taimyr Peninsula // Journal of Seismology. 2021. V. 25. Iss. 5. P. 1171–1188. doi: 10.1007/s10950-021-10032-1
  50. Ohta Y., Freymueller J.T., Hreinsdóttir S., Suito H.A. A large slow slip event and the depth of the seismogenic zone in the south central Alaska subduction zone // Earth and Planet. Sci. Lett. 2006. V. 247(1–2). P. 108–116. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2006.05.013
  51. O’Neel S., Marshall H.P., McNamara D.E., Pfeffer W.T. Seismic detection and analysis of icequakes at Columbia Glacier, Alaska // J. of Geophys. Res. 2007. V. 112. F03S23. doi: 10.1029/2006JF000595
  52. O’Neel S., Pfeffer W.T. Source mechanics for monochromatic icequakes produced duringiceberg calving at Columbia Glacier, AK // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. L22502. doi: 10.1029/2007GL031370
  53. Podolskiy E.A., Walter F. Cryoseismology // Rev. Geophys. 2016. V. 54. P. 708–758. doi: 10.1002/2016RG000526
  54. Pubellier M., Rossi P., Petrov O., Shokalsky S., St-Onge M., Khanchuk A., Pospelov I. Tectonic map of the Arctic / 1st ed., scale 1:10 000 000. St. Petersburg, Russia: VSEGEI Printing House, 2018. doi: 10.14683/2018TEMAR10M
  55. Sánchez-Gámez P., Navarro F.J., Dowdeswell J.A., De Andrés E. Surface velocities and calving flux of the Academy of Sciences Ice Cap, Severnaya Zemlya // Ice and Snow. 2020. V. 60(1). P. 19–28. doi: 10.31857/S2076673420010020
  56. Walter F., Canassy P.D., Husen S., Clinton J.F. Deep icequakes: what happens at the base of Alpine glaciers? // J. of Geophys. Res.: Earth Surface. 2013. V. 118. P. 1720–1728. doi: 10.1002/jgrf.20124
  57. West M.E., Larsen C.F., Truffer M., O’Neel S., Le Blanc L. Glacier microseismicity // Geology. 2010. V. 38(4). P. 319–322. doi: 10.1130/G30606.1
  58. Winter K., Lombardi D., Diaz‐Moreno A., Bainbridge R. Monitoring Icequakes in East Antarctica with the Raspberry Shake // Seismolog. Res. Lett. 2021. V. 92(5). P. 2736–2747. doi: 10.1785/0220200483

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пространственное распределение сейсмических событий в районе архипелага Северная Земля на фрагменте физической карты (а) и карты основных неотектонических и геоморфологических элементов Арктики (б) по [Верниковский и др., 2013].

Скачать (505KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Волновые формы для Z-, N- и Е-каналов и СВАН-диаграмма для Z-канала тектонического землетрясения, зарегистрированного станцией SVZ 31.03.2022 г. в районе о. Комсомолец.

Скачать (374KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Расположение сейсмических событий в районе о. Октябрьской Революции арх. Северная Земля на фрагменте карты основных неотектонических и геоморфологических элементов Арктики (а) по [Верниковский и др., 2013] и гистограмма локальной магнитуды сейсмических событий (б). Легенду см. рис. 1.

Скачать (230KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Волновые формы для Z-, N- и Е-каналов и СВАН-диаграммы локальных сейсмических событий, зарегистрированных SVZ (а – группа A, б – группа В).

Скачать (737KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение событий о. Октябрьской Революции.

Скачать (365KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Временные вариации миграции эпицентров событий групп А и В за 2017–2018 гг. вдоль линии I–I´ (а) и частотная гистограмма кажущихся скоростей (б).

Скачать (139KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024