ВИЗНАЧЕННЯ ФОКАЛЬНИХ МЕХАНІЗМІВ МАЛИХ ЗЕМЛЕТРУСІВ ШЛЯХОМ ОБЕРНЕННЯ ЇХНІХ ХВИЛЬОВИХ ФОРМ

Автор(и)

  • Д. Малицький Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, вул. Наукова, 3, б, м. Львів, 79060, Україна
  • Д. Майкесел Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, вул. Наукова, 3, б, м. Львів, 79060, Україна; Відділення наук про Землю, Університет м. Бойзе, 1910 Юніверсіті Драйв, Бойзе, Айдахо, 83725 США

DOI:

https://doi.org/10.17721/1728-2713.92.15

Ключові слова:

тензор сейсмічного моменту, фокальний механізм, малі землетруси, матричний метод

Анотація

Представлено метод для визначення тензора сейсмічного моменту з використанням тільки прямих Р-хвиль, які реєструються на одній і на обмеженій кількості станцій. Метод базується на роботах авторів, у яких розвинута версія матричного методу для обчислення поля переміщень тільки для прямих Р-хвиль, які поширюються в горизонтально-шаруватому півпросторі від точкового джерела, що представлено тензором сейсмічного моменту. Ми описуємо процедуру визначення фокального механізму малих землетрусів і показуємо її застосування на прикладі двох місцевих землетрусів, які відбулися в регіоні м. Бойзе (США). Визначення тензора сейсмічного моменту шляхом обертання їхніх хвильових форм базується на точковій моделі джерела, а також на методі для визначення синтетичних сейсмограм за допомогою матричного методу для хвиль, які поширюються в пружному, горизонтально-шаруватому середовищі. У роботі показано, що обернення лише прямих Р-хвиль дозволяє зменшити вплив неточності моделі середовища, оскільки прямі хвилі зазнають набагато меншого спотворення через неточність, аніж відбиті й конвертовані. Цей підхід значно поліпшує точність і надійність методу обернення хвильових форм для визначення фокального механізму. Вогнище землетрусу розглядається як точкове із заздалегідь відомим розташуванням і часом виникнення. На основі розв'язку прямої задачі й з використанням т. зв. розв'язку узагальненого обернення розроблено алгоритм обернення спостережуваних хвильових форм з метою визначення компонент сейсмічного тензора М(t).

Посилання

Aki, K., Richards, P.G. (1980). Quantitative Seismology: Theory and Methods. Vol. I. San Francisco: W.H. Freeman.

Arvidsson, R. (1996). Fennoscandian earthquakes: Whole crustal rupturing related to postglacial rebound. Science, 274, 744–746.

Arvidsson, R., Kulhanek, O. (1994). Seismodynamics of Sweden deduced from earthquake focal mechanisms, Geophys. J. Int., 116, 377–392.

Camelbeeck, T., Iranga, M.D. (1996). Deep crustal earthquakes and active faults along the Rukwa trough, eastern Africa. Geophys. J. Int., 124, 612–630.

Langston, C.A., Helmberger, D.V. (1975). A procedure for modelling shallow dislocation sources. Geophys. J. R. astr. Soc., 42, 117–130.

Dziewonski, A., Woodhouse, J. (1983). An experiment in the systematic study of global seismicity: Centroid moment tensor solutions for 201 moderate and large earthquakes of 1981. J. geophys. Res., 88, 3247–3271.

Fan, G., Wallace, T. (1991). The determination of source parameters for small earthquakes from a single, very broadband seismic station. Geophys. Res. Lett., 18, 1385–1388.

Ferdinand, R.W, Arvidsson, R. (2002). The determination of source mechanisms of small earthquakes and revised models of local crustal structure by moment tensor inversion. Geophys. J. Int., 151, 221–234.

Gilbert, F. (1970). Excitation of the normal modes of the Earth by earthquake sources. Geophys. J. R. astr. Soc., 22, 223–226.

Given, J., Wallace, T., Kanamori, H. (1982). Teleseismic analysis of the 1980 Mammoth Lakes earthquake sequence. Bull. seism. Soc. Am., 72, 1093–1109.

Godano, M., Bardainne, T., Regnier, M., Deschamps, A. (2011). Moment tensor determination by nonlinear inversion of amplitudes. Bull.seism. Soc.Am., 101, 366–378.

Hardebeck, J.L., Shearer, P.M. (2003). Using S/P amplitude ratios to constrain the focal mechanisms of small earthquakes. Bull.seism. Soc.Am., 93, 2432–2444.

Jost, M.L., Herrmann, R.B. (1989). A student's guide and review of moment tensors. Seism. Res. Lett., 60, 37–57.

Kim, W.-Y. (1987). Modelling short-period crustal phases at regional distances for the seismic source parameter inversion. Phys. Earth planet. Inter., 47, 159–177.

Koch, K. (1991, a). Moment tensor inversion of local earthquake data–I. Investigation of the method and its numerical stability with model calculations. Geophys. J. Int., 106, 305–319.

Lay, T., Wallace, T. (1995). Modern Global Seismology. International Geophysics Series 58. San Diego: Academic Press.

Mai M., Schorlemmer D., Page M. et al. (2016). The Earthquake-Source Inversion Validation (SIV) Project. Seism. Res. Lett., 87, 690–708. doi: 10.1785/0220150231.

Malytskyy, D. (2016). Mathematical modeling in the problems of seismology. Kyiv: Naukova Dumka. [in Ukrainian]

Malytskyy D. (2010). Analytic-numerical approaches to the calculation of seismic moment tensor as a function of time. Geoinformatika, 1, 79–85. [in Ukrainian]

Malytskyy, D., Kozlovskyy, E. (2014). Seismic waves in layered media, J. of Earth Science and Engineering, 4, 311–325.

Malytskyy, D., D'Amico, S. (2015). Moment tensor solutions through waveforms inversion. ISBN: 978-88-98161-13-3. Mistral Service S.a.S., Earth and Enviromental Sciences.

Mao, W.J., Panza, G.F., Sulhadolc, P. (1994). Linearized waveform inversion of local and near-regional events for source mechanism and rupturing processes. Geophys. J. Int., 116, 784–798.

Nabelek, J.L. (1984). Determination of earthquake source parameters from inversion of body waves. PhD thesis. Massachusetts Institute of Technology, Cambridge.

Nabelek, J., Xia, G. (1995). Moment-tensor analysis using regional data: application to the 25 March, 1993, Scotts Mills, Oregon, earthquake. J. geophys. Res., 22, 13–16.

Pang, G, Koper, K.D., Stickney, M.C. et al. (2018). Seismicity in the Challis, Idaho, Region, January 2014–May 2017: Late Aftershocks of the 1983 Ms 7.3 Borah Peak Earthquake. Seism. Res. Lett., 89, 1366–1378.

Saikia, C.K., Herrmann, R.B. (1985). Application of waveform modeling to determine focal mechanisms of four 1982 Miramichi aftershocks. Bull. seism. Soc. Am., 75, 1021-1040.

Shemeta, J.E. (1989). New analyses of three-component digital data for aftershocks of the 1983 Borah Peak, Idaho, earthquake: Source parameters and refined hypocenters. M.S. Thesis. Department of Geology and Geophysics, University of Utah.

Shomali, Z.H., Slunga, R. (2000). Body wave moment tensor inversion of local earthquakes: an application to the South Iceland seismic zone. Geophys. J. Int., 140, 63–70.

Sileny, J., Psencik, I. (1995). Mechanisms of local earthquakes in 3D inhomogeneous media determined by waveform inversion. Geophys. J. Int., 121, 459–474.

Sileny, J., Panza, G.F., Campus, P. (1992). Waveform inversion for point source moment tensor retrieval with variable hypocentral depth and structural model. Geophys. J. Int., 109, 259-274.

Sileny, J., Campus, P., Panza, G.F. (1996). Seismic moment tensor resolution by waveform inversion of a few local noisy records–I. Synthetic tests. Geophys. J. Int., 126, 605–619.

Singh, S.K., Ordaz, M., Pacheco, J.F., Courboulex, F. (2000). A simple source inversion scheme for displacement seismograms recorded at short distances. J. Seism., 4, 267–284.

Sipkin, S.A. (1986). Estimation of earthquake source parameters by the inversion of waveform data, global seismicity 1981–1983. Bull. seism. Soc. Am., 76, 1515–1541.

Stump, B.W., Johnson, L.R. (1977). The determination of source properties by the linear inversion of seismograms. Bull. seism. Soc. Am., 67, 1489–1501.

Vavrychuk V., Kuhn D. (2012). Moment tensor inversion of waveforms: a two-step time frequency approach. Geophys. J. Int., 190, 1761–1776.

Weber, Z. (2016). Probabilistic waveform inversion for 22 earthquake moment tensors in Hungary: new constraints on the tectonic stress pattern inside the Pannonian basin. Geophys. J. Int., 204, 236–249.

Weber, Z. (2006). Probabilistic local waveform inversion for moment tensor and hypocentral location. Geophys. J. Int., 165, 607–621.

Zhao, L-S., Helmberger, D.V. (1994). Source estimation from broadband regional seismograms. Bull. seism. Soc. Am., 84, 91–104.

Zhu, L., Helmberger, D.V. (1996). Advancement in source estimation techniques using broadband regional seismograms. Bull. seism. Soc. Am., 86, 1634–1641.

Завантаження

Опубліковано

16.01.2025

Як цитувати

Малицький, Д., & Майкесел, Д. (2025). ВИЗНАЧЕННЯ ФОКАЛЬНИХ МЕХАНІЗМІВ МАЛИХ ЗЕМЛЕТРУСІВ ШЛЯХОМ ОБЕРНЕННЯ ЇХНІХ ХВИЛЬОВИХ ФОРМ. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія, 1(92), 108-116. https://doi.org/10.17721/1728-2713.92.15