НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАТАЛОГА ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПО ДАННЫМ СЕТИ KNET

Рассмотрены некоторые характеристики каталога землетрясений и сейсмического процесса. Каталог получен на основе данных сети KNET (Kyrgyz network, KN – код в FSDN, International Federation of Digital Seismograph Networks, эксплуатируется Научной станцией РАН, НС РАН) и содержит параметры более 10000 землетрясений, произошедших с 1994 по 2020 г. Характеристики каталога и сейсмичности определялись для всего каталога и для каталога, ограниченного координатами Бишкекского геодинамического полигона (БГП). Проведен статистический анализ времен прихода прямых P- и S-волн, зарегистрированных на станциях сети KNET. Максимум P- и S-волн зарегистрирован на станции AAK, минимум – на станции ULHL. Хорошей плотностью Р-трасс покрыта территория БГП. Выполнен анализ ошибок локализации землетрясений – невязка наблюденных и расчетных времен вступления фронтов P- и S-волн (RMS), ошибка по горизонтали (ERH, эпицентральное положение) и ошибка по вертикали (ERZ, по глубине). Минимальные значения рассмотренных ошибок имеют землетрясения, произошедшие на территории БГП. Определена представительная выборка: для каталога она включает землетрясения с K≥7.2, а для каталога, ограниченного координатами БГП, – события с K≥6.7. Определены статистические характеристики представительной части каталога по времени и по глубине. Построено временное распределение землетрясений по энергетическим классам, отмечено отсутствие положительного или отрицательного тренда изменения числа событий. Построено пространственное распределение землетрясений по глубинам – 0–5, 5–10, 10–15 и более 15 км. Наименьшие ошибки определения глубины землетрясения имеют события, произошедшие на территории БГП. За время исследования произошло 46 землетрясений умеренной силы с K≥12. Основная часть этих событий произошла в Северо-Тянь-Шаньской сейсмогенерирующей зоне. Выделено 22 события с K≥10, после которых произошли афтершоковые последовательности, и представлены некоторые характеристики афтершоков. Большая часть событий с афтершоками произошла в восточной части Киргизского хребта. Построено распределение количества землетрясений и интенсивности сейсмотектонической деформации (СТД). Выделены зоны сейсмической активности и максимальных интенсивных деформаций земной коры. Для описания функции распределения землетрясений по энергии использовался закон Гутенберга – Рихтера, а также положения неэкстенсивной статистической физики.

1. Буртман В.С. Тянь-Шань и Высокая Азия: Геодинамика в кайнозое. М.: ГЕОС, 2012. 186 с.

2. Chelidze T., Vallianatos F., Telesca L. (Eds), 2018. Complexity of Seismic Time Series. Measurement and Application. Elsevier, Amsterdam, 548 p. https://doi.org/10.1016/C2016-0-04546-1.

3. Group of Statistical Physics, 2021. Nonextensive Statistical Mechanics and Thermodynamics. Available from: http://tsallis.cat.cbpf.br/biblio.htm (Last Accessed March 4, 2021).

4. Gutenberg B., Richter C.F., 1944. Frequency of Earthquakes in California. Bulletin of the Seismological Society of America 34 (4), 185–188. https://doi.org/10.1785/BSSA0340040185.

5. Касахара К. Механика землетрясений. М.: Мир, 1985. 264 с.

6. Klein R.W., 1978. Hypocenter Location Program HYPOINVERSE. USGS Open-File Report 78–694, 113 p. https://doi.org/10.3133/ofr78694.

7. Lee W.H.K., Lahr J.C., 1972. HYPO71: A Computer Program for Determining Hypocenter, Magnitude, and First Motion Pattern of Focal Earthquakes. USGS Open-File Report 72-224, 100 p. https://doi.org/10.3133/ofr72224.

8. Lienert B.R., Berg E., Neil F.L., 1986. HYPOCENTER: An Earthquake Location Method Using Centered, Scaled, and Adaptively Damped Least Squares. Bulletin of the Seismological Society of America 76 (3), 771–783. https://doi.org/10.1785/BSSA0760030771.

9. Лукк А.А., Юнга С.Л. Сейсмотектоническая деформация Гармского района // Известия АН СССР. Физика Земли. 1979. № 10. С. 24–43.

10. Marsan D., Helmstetter A., 2017. How Variable Is the Number of Triggered Aftershocks? Journal Geophysical Research: Solid Earth 122 (7), 5544–5560. https://doi.org/10.1002/2016JB013807.

11. Matcharashvili T., Chelidze T., Javakhishvili Z., Jorjiashvili N., Paleo U.F., 2011. Non-Extensive Statistical Analysis of Seismicity in the Area of Javakheti, Georgia. Computers & Geosciences 37 (10), 1627–1632. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2010.12.008.

12. Молчан Г.М., Дмитриева О.Е. Идентификация афтершоков: обзор и новые подходы // Вычислительная сейсмология. 1991. Вып. 24. С. 19–50.

13. Мухамадеева В.А., Сычева Н.А. Об афтершоковых процессах, сопровождающих умеренные и слабые землетрясения на территории Бишкекского геодинамического полигона и в его окрестностях // Геосистемы переходных зон. 2018. Т. 2. № 3. С. 165–180. https://doi.org/10.30730/2541-8912.2018.2.3.165-180.

14. Papadakis G., Vallianatos F., Sammonds P., 2015. A Nonextensive Statistical Physics Analysis of the 1995 Kobe, Japan Earthquake. Pure and Applied Geophysics 172, 1923–1931. https://doi.org/10.1007/s00024-014-0876-x.

15. Papadakis G., Vallianatos F., Sammonds P., 2016. Nonextensive Statistical Physics Applied to Heat Flow and the Earthquake Frequency-Magnitude Distribution in Greece. Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications 456. 135–144. https://doi.org/10.1016/j.physa.2016.03.022.

16. Ризниченко Ю.В. Проблемы сейсмологии. М.: Наука, 1985. 408 с.

17. Roecker S.W., Sabitova T.M., Vinnik L.P., Burmakov Y.A., Golvanov M.I., Mamatkanova R., Munirova L., 1993. Three-Dimensional Elastic Wave Velocity Structure of the Western and Central Tien-Shan. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 98 (B9), 15779–15795. https://doi.org/10.1029/93JB01560.

18. Сейсмологический бюллетень (ежедекадный) 11–20 августа 1992 г. Обнинск: ОМЭ ИФЗ РАН, 1992. С. 59–69.

19. Silva R., Franca G.S., Vilar C.S., Alcanis J.S., 2006. Nonextensive Models for Earthquakes. Physical Review E 73 (2), 026102. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.73.026102.

20. Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003. 270 с.

21. Sotolongo-Costa O., Posadas A., 2004. Fragment-Asperity Interaction Model for Earthquakes. Physical Review Letters 92 (4), 048501. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.92.048501.

22. Sychev I.V., Koulakov I., Sycheva N.A., Koptev A., Medved I., El Khrepy S., Al-Arifi N., 2018. Collisional Processes in the Crust of the Northern Tien Shan Inferred from Velocity and Attenuation Tomography Studies. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 123 (2), 1752–1769. https://doi.org/10.1002/2017JB014826.

23. Sychev V.N., Sycheva N.A., 2019. The Earthquakes Aftershock Processes of the Tien Shan and Its Surrounding Area. In: Geodynamical Processes and Natural Hazards. Proceedings of the III National Scientific Conference with Foreign Participants (May 27–31, 2019, Yuzhno-Sakhalinsk). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 324, 012003. https://doi.org/10.1088/1755-1315/324/1/012003.

24. Sychev V.N., Sycheva N.A., 2021. Nonextensive Analysis of Aftershocks Following Moderate Earthquakes in Tien Shan and North Pamir. Journal of Volcanology and Seismology 15, 58–711. https://doi.org/10.1134/S0742046321010127.

25. Сычев В.Н., Сычева Н.А., Имашев С.А. Исследование афтершоковой последовательности Суусамырского землетрясения // Геосистемы переходных зон. 2019. Т. 3. № 1. С. 35–43. https://doi.org/10.30730/2541-8912.2019.3.1.035-043.

26. Сычева Н.А. Исследование особенностей механизмов очагов землетрясений и сейсмотектонических деформаций Северного Тянь-Шаня по данным цифровой сейсмической сети KNET: Дис. … канд. физ.-мат. наук. М., 2005. 176 с.

27. Сычева Н.А., Богомолов Л.М., Кузиков С.И. Вычислительные технологии в сейсмологических исследованиях (на примере KNET, Северный Тянь-Шань). Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2020. 358 с. https://doi.org/10.30730/978-5-6040621-6-6.2020-2.

28. Сычева Н.А., Кузиков С.И. Анализ скоростных моделей литосферы Тянь-Шаня и метод двойных разностей при определении положения гипоцентров землетрясений по данным сейсмологической сети KNET // Геофизические исследования. 2012. Т. 13. № 2. С. 5–22.

29. Telesca L., 2011. Tsallis-Based Nonextensive Analysis of the Southern California Seismicity. Entropy 13 (7), 127–1280. https://doi.org/10.3390/e13071267.

30. Telesca L., 2012. Maximum Likelihood Estimation of the Nonextensive Parameters of the Earthquake Cumulative Magnitude Distribution. Bulletin of the Seismological Society of America 102 (2), 886–891. https://doi.org/10.1785/0120110093.

31. Telesca L., Chen C.C., 2010. Nonextensive Analysis of Crustal Seismicity in Taiwan. Natural Hazards and Earth System Sciences 10 (6), 1293–1297. https://doi.org/10.5194/nhess-10-1293-2010.

32. Tsallis C., 1988. Possible Generalization of Boltzmann-Gibbs Statistics. Journal of Statistical Physics 52, 479–487. https://doi.org/10.1007/bf01016429.

33. Vallianatos F., Michas G., Papadakis G., 2014. Non-Extensive and Natural Time Analysis of Seismicity before the Mw6.4, October 12, 2013 Earthquake in the South West Segment of the Hellenic Arc. Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications 414, 163–173. https://doi.org/10.1016/j.physa.2014.07.038.

34. Юдахин Ф.Н. Геофизические поля, глубинное строение и сейсмичность Тянь-Шаня. Фрунзе: Илим, 1983. 246 с.

35. Юнга С.Л. Методы и результаты изучения сейсмотектонических деформаций. М.: Наука, 1990. 191 с.

36. Юнга С.Л. Изучение движений поверхности и деформаций земной коры на территории Центрального Тянь-Шаня, Казахской платформы и Алтая; создание программ обработки сейсмологических данных, проведение обработки: Отчет о научно-исследовательской работе. Обнинск, 2002. 41 с.