РОЙ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ 2020–2021 гг. В ЮЖНОЙ ЧАСТИ АЛЬБОРАНСКОЙ ВПАДИНЫ И ЕГО ВОЗМОЖНАЯ СВЯЗЬ С ЮЖНЫМ ПРОДОЛЖЕНИЕМ СИСТЕМЫ РАЗЛОМОВ АЛЬ-ИДРИССИ

Целью данного исследования является количественное определение и картирование недавней роеобразной последовательности сейсмических событий 2020–2021 гг. с акцентом на юг Альборанской впадины. Выявление сейсмических кластеров может быть проведено с помощью критерия сейсмичности, учитывающего распределение двух параметров: плотности ядер землетрясений и плотности сейсмических моментов. Первый параметр определяет местоположение двух сейсмических кластеров: к северу от Эль-Хосейма, в пределах южного сегмента системы разломов Аль-Идрисси (AIFS), и в Гранадской впадине. Второй параметр указывает на то, что оба кластера высвободили значительное количество энергии, в особенности в южной части AIFS, где оно достигает 1.6·10¹⁴ Дж·км^–2·год^–1. Сейсмическое 3D моделирование выявляет кластеризацию сейсмических проявлений на севере Марокко, ориентированную в восточном направлении с точки зрения глубины. Данное наблюдение наводит на мысль о существующих по соседству геологических формациях, которые могут быть связаны с AIFS. Анализ в соответствии с законом Гутенберга – Рихтера указывает на то, что роеобразная сейсмическая последовательность в южной части Альборанской впадины принимает значение b, близкое к 1, свидетельствующее о формировании режима скольжения. Временной анализ вариации значения b указывает на существование двух режимов напряжения: уменьшение, при котором значение b становится близким к единице, и последующее резкое увеличение, свидетельтсвующее о режиме растяжения как о возможном следствии раскрытия трещин. Механизмы очагов указывают на чередование сдвигов и сдвигов со сбросовой компонентой смещений, являющееся признаком режима транстенсии. Такой тип разломообразования предполагает наличие как латерального смещения, так и некоторой силы растяжения, что согласуется с определенным ростом значения b, поскольку и то, и другое может соответствовать высвобождению напряжений, связанных с раскрытием трещин или сегментов разлома, несмотря на отсутствие точного соответствия между временем и колебаниями значений b. Взятые в совокупности, эти результаты указывают на сложную тектоническую обстановку, отмеченную силами сдвига и растяжения, свидетельствующими о южном продолжении AIFS.

1. Aki K., 1965. Maximum Likelihood Estimate of b in the Formula LogN=a–bM and Its Confidence Limits. Bulletin of Earthquake Research 43, 237–239.

2. Aoki Y., Segall P., Kato T., Cervelli P., Shimada S., 1999. Imaging Magma Transport During the 1997 Seismic Swarm off the Izu Peninsula, Japan. Science 286 (5441), 927–930. https://doi.org/10.1126/science.286.5441.927.

3. Bezada M.J., Humphreys E.D., Toomey D.R., Harnafi M., Dávila J.M., Gallart J., 2013. Evidence for Slab Rollback in Westernmost Mediterranean from Improved Upper Mantle Imaging. Earth and Planetary Science Letters 368, 51–60. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2013.02.024.

4. Buforn E., Pro C., Cesca S., Udías A., del Fresno C., 2011. The 2010 Granada, Spain, Deep Earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America 101 (5), 2418–2430. https://doi.org/10.1785/0120110022.

5. Buforn E., Pro C., Sanz de Galdeano C., Cantavella J.V., Cesca S., Caldeira B., Udías A., Mattesini M., 2017. The 2016 South Alboran Earthquake (Mw=6.4): A Reactivation of the Ibero-Maghrebian Region? Tectonophysics 712–713, 704–715. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2017.06.033.

6. Buforn E., Sanz de Galdeano C., Udías A., 1995. Seismotectonics of the Ibero-Maghrebian Region. Tectonophysics 248 (3–4), 247–261. https://doi.org/10.1016/0040-1951(94)00276-F.

7. Cherkaoui T. E., El Hassani A., 2012. Seismicity and Seismic Hazard in Morocco 1901–2010. Bulletin de l’Institut Scientifique, Section Sciences de La Terre 34, 45–55.

8. Chung W.-Y., Kanamori H., 1976. Source Process and Tectonic Implications of the Spanish Deep-Focus Earthquake of March 29, 1954. Physics of the Earth and Planetary Interiors 13 (2), 85–96. https://doi.org/10.1016/0031-9201(76)90073-X.

9. D’Acremont E., Lafuerza S., Rabaute A., Lafosse M., Jollivet Castelot M., Gorini C., Alonso B., Ercilla G. et al., 2022. Distribution and Origin of Submarine Landslides in the Active Margin of the Southern Alboran Sea (Western Mediterranean Sea). Marine Geology 445, 106739. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2022.106739.

10. Deif A., Al Kubaisy H., Abu El-Nader I.F., El-Hussain I., Al-Shijbi Y., Mohamed A.M.E., 2023. Characterization of Seismic Source Zones in the Gulf of Aden Region. Pure and Applied Geophysics 180, 91–110 https://doi.org/10.1007/s00024-022-03219-1.

11. DeMets C., Iaffaldano G., Merkouriev S., 2015. High-Resolution Neogene and Quaternary Estimates of Nubia-Eurasia-North America Plate Motion. Geophysical Journal International 203 (1), 416–427. https://doi.org/10.1093/gji/ggv277.

12. De Rubeis V., Dimitriu P., Papadimitriou E., Tosi P., 1993. Recurrent Patterns in the Spatial Behaviour of Italian Seismicity Revealed by the Fractal Approach. Geophysical Research Letters 20 (18), 1911–1914. https://doi.org/10.1029/93GL01889.

13. El Alami S.O., Tadili B.A., Cherkaoui T.E., Medina F., Ramdani M., Brahim L.A., Harnafi M., 1998. The Al Hoceima Earthquake of May 26, 1994 and Its Aftershocks: A Seismotectonic Study. Annals of Geophysics 41 (4). https://doi.org/10.4401/ag-3801.

14. Ercilla G., Vázquez J.-T., Alonso B., Bárcenas P., Casas D., d’Acremont E., Estrada F., Fernández-Salas L.M. et al., 2021. Seafloor Morphology and Processes in the Alboran Sea. In: J.C. Báez, J.T. Vázquez, J.A. Camiñas, M. Malouli Idrissi (Eds), Alboran Sea – Ecosystems and Marine Resources. Springer, Cham, p. 157–205. https://doi.org/10.1007/978-3-030-65516-7_6.

15. Gràcia E., Grevemeyer I., Bartolomé R., Perea H., Martínez-Loriente S., Gómez de la Peña L., Villaseñor A., Klinger Y. et al., 2019. Earthquake Crisis Unveils the Growth of an Incipient Continental Fault System. Nature Communications 10 (1), 3482. https://doi.org/10.1038/s41467-019-11064-5.

16. Grob M., van der Baan M., 2011. Statistical Analysis of Microseismic Event Locations and Magnitudes, and Their Geomechanical Implications. SEG Technical Program Expanded Abstracts 30 (1), 4424. https://doi.org/10.1190/1.3627502.

17. 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.

18. Gutscher M.-A., Malod J., Rehault J.-P., Contrucci I., Klingelhoefer F., Mendes-Victor L., Spakman W., 2002. Evidence for Active Subduction Beneath Gibraltar. Geology 30 (12), 1071–1074. https://doi.org/10.1130/0091-7613(2002)030<1071:EFASBG>2.0.CO;2.

19. Hainzl S., 2003. Self-Organization of Earthquake Swarms. Journal of Geodynamics 35 (1–2), 157–172. https://doi.org/10.1016/S0264-3707(02)00060-1.

20. Hamdache M., Peláez J.A., Gospodinov D., Henares J., Galindo-Zaldívar J., Sanz de Galdeano C., Ranguelov B., 2022. Stochastic Modeling of the Al Hoceima (Morocco) Aftershock Sequences of 1994, 2004 and 2016. Applied Sciences 12 (17), 8744. https://doi.org/10.3390/app12178744.

21. Hanks T.C., Kanamori H., 1979. A Moment Magnitude Scale. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 84 (B5), 2348–2350. https://doi.org/10.1029/JB084iB05p02348.

22. Hayashi Y., Morita Y., 2003. An Image of a Magma Intrusion Process Inferred from Precise Hypocentral Migrations of the Earthquake Swarm East of the Izu Peninsula. Geophysical Journal International 153 (1), 159–174. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2003.01892.x.

23. Jolivet L., Augier R., Faccenna C., Negro F., Rimmele G., Agard P., Robin C., Rossetti F., Crespo-Blanc A., 2008. Subduction, Convergence and the Mode of Backarc Extension in the Mediterranean Region. Bulletin de La Societe Geologique de France 179 (6), 525–550. https://doi.org/10.2113/gssgfbull.179.6.525.

24. Lonergan L., White N., 1997. Origin of the Betic-Rif Mountain Belt. Tectonics 16 (3), 504–522. https://doi.org/10.1029/96TC03937.

25. Lopes A.E.V., Assumpção M., Do Nascimento A.F., Ferreira J.M., Menezes E.A.S., Barbosa J.R., 2010. Intraplate Earthquake Swarm in Belo Jardim, NE Brazil: Reactivation of a Major Neoproterozoic Shear Zone (Pernambuco Lineament). Geophysical Journal International 180 (3), 1303–1312. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04485.x.

26. López-Sánchez C., Buforn E., Cesca S., Lozano L., Sanz de Galdeano C., Mattesini M., Udías A., Cantavella J.V., 2022. Intermediate-Depth Earthquakes in Southern Spain and Alboran Sea. Tectonophysics 825, 229238. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229238.

27. Lozano L., Cantavella J.V., Gaite B., Ruiz-Barajas S., Antón R., Barco J., 2022. Seismic Analysis of the 2020–2021 Santa Fe Seismic Sequence in the Granada Basin, Spain: Relocations and Focal Mechanisms. Seismological Research Letters 93 (6). https://doi.org/10.1785/0220220097.

28. Madarieta-Txurruka A., González-Castillo L., Peláez J.A., Catalán M., Henares J., Gil A.J., Lamas-Fernández F., Galindo-Zaldívar J., 2022. The Role of Faults as Barriers in Confined Seismic Sequences: 2021 Seismicity in the Granada Basin (Betic Cordillera). Tectonics 41 (9), e2022TC007481. https://doi.org/10.1029/2022TC007481.

29. Mandelbrot B.B., 1989. Multifractal Measures, Especially for the Geophysicist. Pure and Applied Geophysics 131, 5–42. https://doi.org/10.1007/BF00874478.

30. Medina F., 2015. Coulomb Stress Perturbations Related to the Al Hoceima (Morocco) Earthquakes of 1994 and 2004. Open Journal of Earthquake Research 4 (1), 37–54. https://doi.org/10.4236/ojer.2015.41004.

31. Medina F., Cherkaoui T.-E., 2017. The South-Western Alboran Earthquake Sequence of January-March 2016 and Its Associated Coulomb Stress Changes. Open Journal of Earthquake Research 6 (1), 35–54. https://doi.org/10.4236/ojer.2017.61002.

32. Morales J., Serrano I., Vidai F., Torcal F., 1997. The Depth of the Earthquake Activity in the Central Betics (Southern Spain). Geophysical Research Letters 24 (24), 3289–3292. https://doi.org/10.1029/97GL03306.

33. Peláez J.A., Chourak M., Tadili B.A., Aït Brahim L., Hamdache M., López Casado C., Martínez Solares J.M., 2007. A Catalog of Main Moroccan Earthquakes from 1045 to 2005. Seismological Research Letters 78 (6), 614–621. https://doi.org/10.1785/gssrl.78.6.614.

34. Peláez J.A., Hamdache M., Henares J., 2015. The 2012–2013 Seismic Swarm in the Eastern Guadalquivir Basin (S Spain). Procedia Earth and Planetary Science 15, 66–72. https://doi.org/10.1016/j.proeps.2015.08.018.

35. Royden L.H., 1993. Evolution of Retreating Subduction Boundaries Formed During Continental Collision. Tectonics 12 (3), 629–638. https://doi.org/10.1029/92TC02641.

36. Santos-Bueno N., Fernández-García C., Stich D., Mancilla F.d.L., Martín R., Molina-Aguilera A., Morales J., 2019. Focal Mechanisms for Subcrustal Earthquakes Beneath the Gibraltar Arc. Geophysical Research Letters 46 (5), 2534–2543. https://doi.org/10.1029/2018GL081587.

37. Schorlemmer D., Wiemer S., Wyss M., 2005. Variations in Earthquake-Size Distribution Across Different Stress Regimes. Nature 437, 539–542. https://doi.org/10.1038/nature04094.

38. Sharon M., Sagy A., Kurzon I., Marco S., Rosensaft M., 2020. Assessment of Seismic Sources and Capable Faults Through Hierarchic Tectonic Criteria: Implications for Seismic Hazard in the Levant. Natural Hazards and Earth System Sciences 20 (1), 125–148. https://doi.org/10.5194/nhess-20-125-2020.

39. Shi Y., Bolt B.A., 1982. The Standard Error of the Magnitude-Frequency b Value. Bulletin of the Seismological Society of America 72 (5), 1677–1687. https://doi.org/10.1785/bssa0720051677.

40. Shimamoto T., 1993. The Mechanics of Earthquakes and Faulting. Journal of Structural Geology 15 (6), 810–811. https://doi.org/10.1016/0191-8141(93)90067-k.

41. Spakman W., Wortel R., 2004. A Tomographic View on Western Mediterranean Geodynamics. In: W. Cavazza, F. Roure, W. Spakman, G.M. Stampfli, P.A. Ziegler (Eds), The TRANSMED Atlas. The Mediterranean Region from Crust to Mantle. Springer, Berlin, Heidelberg, p. 31–52. https://doi.org/10.1007/978-3-642-18919-7_2.

42. Stich D., Martín R., Morales J., López-Comino J.Á., Mancilla F.d.L., 2020. Slip Partitioning in the 2016 Alboran Sea Earthquake Sequence (Western Mediterranean). Frontiers in Earth Science 8, 587356. https://doi.org/10.3389/feart.2020.587356.

43. Sykes L.R., 1970. Earthquake Swarms and Sea-Floor Spreading. Journal of Geophysical Research 75 (32), 6598–6611. https://doi.org/10.1029/jb075i032p06598.

44. Telesca L., Rouai M., Cherkaoui T.E., 2009. Time-Clustering Behavior in the Sequence of the Aftershocks of the Al-Hoceima (Morocco) 24 February 2004 Earthquake. Natural Hazards and Earth System Science 9 (6), 2063–2066. https://doi.org/10.5194/nhess-9-2063-2009.

45. Tryggvason E., 1973. Seismicity, Earthquake Swarms, and Plate Boundaries in the Iceland Region. Bulletin of the Seismological Society of America 63 (4), 1327–1348. DOI:10.1785/BSSA0630041327.

46. Vergés J., Fernàndez M., 2012. Tethys-Atlantic Interaction Along the Iberia-Africa Plate Boundary: The Betic-Rif Orogenic System. Tectonophysics 579, 144–172. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2012.08.032.

47. Wiemer S., 2001. A Software Package to Analyze Seismicity: ZMAP. Seismological Research Letters 72 (3), 373–382. https://doi.org/10.1785/gssrl.72.3.373.