Геофизический центр Российской Академии Наук
Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наук
Россия
Россия
Россия
Архангельск, Россия
ВАК 2 Технические науки
УДК 550.34 Сейсмология
ГРНТИ 37.31 Физика Земли
ГРНТИ 37.01 Общие вопросы геофизики
ГРНТИ 37.15 Геомагнетизм и высокие слои атмосферы
ГРНТИ 37.25 Океанология
ГРНТИ 38.01 Общие вопросы геологии
ОКСО 05.06.01 Науки о Земле
ББК 26 Науки о Земле
BISAK SCI082000 Earth Sciences / Seismology & Volcanism
BISAK SCI SCIENCE
Землетрясения на срединно-океанических хребтах (СОХ) отражают активные магматические и тектонические процессы, формирующие новую океаническую кору. При этом, активные процессы спрединга ультрамедленных хребтов, со скоростями спрединга менее 20 мм/год, к которым относятся хребет Гаккеля в Северном Ледовитом океане и юго-западный Индийский в Индийском океане, ещё слабо изучены по сравнению с СОХ в Атлантическом и Тихом океанах, со скоростями спрединга более 25 мм/год. Благодаря установке в XXI веке стационарных сейсмических станций на арктических архипелагах Земля Франца-Иосифа и Северная Земля, появилась возможность регистрировать и изучать в пределах хребта Гаккеля низкомагнитудные группирующиеся землетрясения, в том числе роевые последовательности землетрясений. В данной статье представлены первые результаты регистрации, локации и изучения роевых последовательностей низкомагнитудных землетрясений в пределах хребта Гаккеля за период с 2012 по 2022 гг. Показано, что роевые последовательности в большей степени регистрируются в западном вулканическом и восточном вулканическом сегментах хребта, а в пределах центрального амагматического сегмента таковых не обнаружено. В структурообразованииэтой части хребта преобладают тектонические, а не магматические и метаморфические процессы. Подробно рассмотрены два крупных роя низкомагнитудных землетрясений в восточном вулканическом сегменте хребта.
Арктика, хребет Гаккеля, низкомагнитудные землетрясения, рой землетрясений
1. Аветисов Г. П. Сейсмоактивные зоны Арктики. — СПб : ВНИИОкеангеология, 1996. — С. 185.
2. Акимов А. П., Красилов С. А. Программный комплекс WSG «Система обработки сейсмических данных». Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ No 2020664678 от 16.11.2020 г. — 2020.
3. Гуревич В. Ю., Астафурова Н. И., Глебовский Е. Г. и др. Некоторые особенности аккреции коры у оси западной части ультранизкоскоростного хребта Гаккеля, Северный Ледовитый океан // Геолого-геофизические характеристики литосферы Арктического региона. — 2004. — Т. 5. — С. 87—97.
4. Дубинин Е. П., Кохан А. В., Сущевская Н. М. Тектоника и магматизм ультрамедленных спрединговых хребтов // Геотектоника. — 2013. — Вып. 3, № 3. — С. 3—30. — DOI:https://doi.org/10.7868/s0016853x13030028.
5. Кохан А. В. Морфология рифтовых зон ультрамедленного спрединга (хребты Рейкьянес, Книповича и Гаккеля) // Вестник Московского университета. Серия 5: География. — 2013. — Т. 2. — С. 61—69.
6. Мирзоев К. М. Рекомендации по выделению групповых землетрясений // Вопросы инженерной сейсмологии (Инженерно-сейсмологические исследования для районирования сейсмической опасности). — 1992. — Т. 33. — С. 53—57.
7. Молчан Г. М., Дмитриева О. Е. Идентификация афтершоков: обзор и новые подходы // Современные методы интерпретации сейсмологических данных. Вычислительная сейсмология. Т. 24. — Москва : Наука, 1991. — С. 19—50.
8. Морозов А. Н., Ваганова Н. В. Годографы региональных волн P и S для районов спрединговых хребтов ЕвроАрктического региона // Вулканология и сейсмология. — 2017. — № 2. — С. 59—67. — DOI:https://doi.org/10.7868/s0203030617020055.
9. Морозов А. Н., Ваганова Н. В., Асминг В. Э. и др. Шкала ML для западной части Евразийской Арктики // Российский сейсмологический журнал. — 2020. — Т. 2, № 4. — С. 63—68. — DOI:https://doi.org/10.35540/2686-7907.2020.4.06.
10. Рекант П. В., Гусев Е. А. Структура и история формирования осадочного чехла рифтовой зоны хребта Гаккеля (Северный Ледовитый океан) // Геология и геофизика. — 2016. — Т. 57, № 9. — С. 1634—1640. — DOI:https://doi.org/10.15372/gig20160903.
11. Смирнов В. Б. Прогностические аномалии сейсмического режима. I. Методические основы подготовки исходных данных // Геофизические исследования. — 2009. — Т. 10, № 2. — С. 7—22.
12. Шебалин П. Н. Цепочки эпицентров как индикатор возрастания радиуса корреляции сейсмичности перед сильными землетрясениями // Вулканология и сейсмология. — 2005. — № 1. — С. 3—15.
13. Antonovskaya G., Morozov A., Vaganova N., et al. Seismic monitoring of the European Arctic and Adjoining Regions // The Arctic. Current Issues and Challenges. — 2020. — P. 303–368.
14. Asming V., Prokudina A. System for automatic detection and location of seismic events for arbitrary seismic station configuration NSDL // European Seismological Commission. — 2016. — P. 2016–373.
15. Bohnenstiehl D. R., Dziak R. P. Mid-ocean ridge seismicity // Encyclopedia of Ocean Sciences / ed. by J. Steele, S. Thorpe, K. Turekian. — London : Academic Press, 2008.
16. Cochran J. R. Seamount volcanism along the Gakkel Ridge, Arctic Ocean // Geophysical Journal International. — 2008. — Vol. 174, no. 3. — P. 1153–1173. — DOI:https://doi.org/10.1111/j.1365-246x.2008.03860.x.
17. Crotwell H. P., Owens T. J., Ritsema J. The TauP Toolkit: Flexible Seismic Travel-Time and Raypath Utilities // Seismological Research Letters. — 1999. — Vol. 70, no. 2. — P. 154–160. — DOI:https://doi.org/10.1785/gssrl.70.2.154.
18. Dziewonski A. M., Anderson D. L. Preliminary reference Earth model // Physics of the Earth and Planetary Interiors. — 1981. — Vol. 25, no. 4. — P. 297–356. — DOI:https://doi.org/10.1016/0031-9201(81)90046-7.
19. Edwards M. H., Kurras G. J., Tolstoy M., et al. Evidence of recent volcanic activity on the ultraslow-spreading Gakkel ridge // Nature. — 2001. — Vol. 409, no. 6822. — P. 808–812. — DOI:https://doi.org/10.1038/35057258.
20. Engen Ø., Eldholm O., Bungum H. The Arctic plate boundary // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. — 2003. — Vol. 108, B2. — P. 1–17. — DOI:https://doi.org/10.1029/2002jb001809.
21. Fedorov A. V., Asming V. E., Jevtjugina Z. A., et al. Automated Seismic Monitoring System for the European Arctic // Seismic Instruments. — 2019. — Vol. 55, no. 1. — P. 17–23. — DOI:https://doi.org/10.3103/s0747923919010067.
22. Fox C. G., Radford W. E., Dziak R. P., et al. Acoustic detection of a seafloor spreading episode on the Juan de Fuca Ridge using military hydrophone arrays // Geophysical Research Letters. — 1995. — Vol. 22, no. 2. — P. 131–134. — DOI:https://doi.org/10.1029/94gl02059.
23. Frohlich C., Davis S. D. Single-link cluster analysis as a method to evaluate spatial and temporal properties of earthquake catalogues // Geophysical Journal International. — 1990. — Vol. 100, no. 1. — P. 19–32. — DOI:https://doi.org/10.1111/j.1365-246x.1990.tb04564.x.
24. GEOFON. — 2014. — URL: https://geofon.gfz-potsdam.de/ (visited on 03/31/2023).
25. Global CMT Catalog. — 2013. — URL: https://www.globalcmt.org/CMTsearch.html (visited on 03/31/2023).
26. Havskov J., Bormann P., Schweitzer J. Earthquake location // New Manual of Seismological Observatory Practice (NMSOP). — Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, 2009. — P. 1–28.
27. Hess H. H. Petrologie Studies. A Volume in Honour of Buddington. — New York : The Geological Society of American, 1962. — P. 660.
28. International Seismological Centre (ISC). — 1964. — URL: http://www.isc.ac.uk/ (visited on 03/31/2023).
29. Kennett B. L. N. Seismological tables: ak135. — Australia, Canberra : Research School of Earth Sciences. Australian National University, 2005. — P. 289.
30. Korger E. I. Seismicity and structure of a magmatic accretionary centre at an ultraslow spreading ridge: The volcanic centre at 85E/85N, Gakkel Ridge. — University of Bremen, 2013. — P. 159.
31. Maus S., Barckhausen U., Berkenbosch H., et al. EMAG2: A 2–arc min resolution Earth Magnetic Anomaly Grid compiled from satellite, airborne, and marine magnetic measurements // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. — 2009. — Vol. 10, no. 8. — P. 08005. — DOI:https://doi.org/10.1029/2009gc002471.
32. Michael P. J., Langmuir C. H., Dick H. J. B., et al. Magmatic and amagmatic seafloor generation at the ultraslow-spreading Gakkel ridge, Arctic Ocean // Nature. — 2003. — Vol. 423, no. 6943. — P. 956–961. — DOI:https://doi.org/10.1038/nature01704.
33. Morozov A., Vaganova N. Earthquake catalog of the Gakkel mid-ocean ridge (Arctic Ocean) according to the data of the Arkhangelsk seismic network (AH code) for the period from 2013 to 2022. — 2023. — DOI:https://doi.org/10.31905/smupnwep.
34. Morozov A. N., Vaganova N. V., Antonovskaya G. N., et al. Low-Magnitude Earthquakes at the Eastern Ultraslow-Spreading Gakkel Ridge, Arctic Ocean // Seismological Research Letters. — 2021. — Vol. 92, no. 4. — P. 2221–2233. — DOI:https://doi.org/10.1785/0220200308.
35. Müller C., Jokat W. Seismic evidence for volcanic activity discovered in central Arctic // Eos, Transactions American Geophysical Union. — 2000. — Vol. 81, no. 24. — P. 265. — DOI:https://doi.org/10.1029/00eo00186.
36. N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research. Arkhangelsk Seismic Network. — 2002. — DOI:https://doi.org/10.7914/SN/AH.
37. Omori F. On aftershocks of earthquakes // Journal of the College of Science. — 1894. — Vol. 7. — P. 111–200.
38. ORFEUS. — 2022. — URL: https://orfeus-eu.org/ (visited on 05/12/2022).
39. Petrov O., Morozov A., Shokalsky S., et al. Crustal structure and tectonic model of the Arctic region // Earth-Science Reviews. — 2016. — Vol. 154. — P. 29–71. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2015.11.013.
40. Reves-Sohn R., Edmonds H., Humphris S., et al. Scientific scope and summary of the Arctic Gakkel vents (AGAVE) expedition // EOS Transactions American Geophysical Union. Vol. 1. — American Geophysical Union, 2007. — P. 7.
41. Riedel C., Schlindwein V. Did the 1999 earthquake swarm on Gakkel Ridge open a volcanic conduit? A detailed teleseismic data analysis // Journal of Seismology. — 2010. — Vol. 14, no. 3. — P. 505–522. — DOI:https://doi.org/10.1007/s10950-009-9179-6.
42. Ringdal F., Kværna T. A multi-channel processing approach to real time network detection, phase association, and threshold monitoring // Bulletin of the Seismological Society of America. — 1989. — Vol. 79, no. 6. — P. 1927–1940. — DOI:https://doi.org/10.1785/BSSA0790061927.
43. Schlindwein V. Teleseismic earthquake swarms at ultraslow spreading ridges: indicator for dyke intrusions? // Geophysical Journal International. — 2012. — Vol. 190, no. 1. — P. 442–456. — DOI:https://doi.org/10.1111/j.1365-246x.2012.05502.x.
44. Schlindwein V., Demuth A., Korger E., et al. Seismicity of the Arctic mid-ocean Ridge system // Polar Science. — 2015. — Vol. 9, no. 1. — P. 146–157. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.polar.2014.10.001.
45. Schmid F., Schlindwein V., Koulakov I., et al. Magma plumbing system and seismicity of an active mid-ocean ridge volcano // Scientific Reports. — 2017. — Vol. 7, no. 1. — DOI:https://doi.org/10.1038/srep42949.
46. Spence W. Relative epicenter determination using P-wave arrival-time differences // Bulletin of the Seismological Society of America. — 1980. — Vol. 70, no. 1. — P. 171–183. — DOI:https://doi.org/10.1785/BSSA0700010171.
47. Tarasewicz J., Brandsdóttir B., White R. S., et al. Using microearthquakes to track repeated magma intrusions beneath the Eyjafjallajökull stratovolcano, Iceland // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. — 2012. — Vol. 117, B9. — P. 1–13. — DOI:https://doi.org/10.1029/2011jb008751.
48. The Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization (CTBTO). — 1996. — URL: https://www.ctbto.org/ (visited on 03/31/2023).
49. Thiede J., Oerter H. The Expedition ANTARKTIS XVII/2 of the Research Vessel POLARSTERN in 2000. Vol. 404. — Bremerhaven : Alfred Wegener Institute for Polar, Marine Research, 2002. — P. 245.
50. Tolstoy M., Bohnenstiehl D. R., Edwards M. H., et al. Seismic character of volcanic activity at the ultraslow-spreading Gakkel Ridge // Geology. — 2001. — Vol. 29, no. 12. — P. 1139. — DOI:https://doi.org/10.1130/0091-7613(2001)029<1139:scovaa>2.0.co;2.
51. Wanless V. D., Behn M. D., Shaw A. M., et al. Variations in melting dynamics and mantle compositions along the Eastern Volcanic Zone of the Gakkel Ridge: insights from olivine-hosted melt inclusions // Contributions to Mineralogy and Petrology. — 2014. — Vol. 167, no. 5. — P. 1–22. — DOI:https://doi.org/10.1007/s00410-014-1005-7.
52. Wiemer S., Wyss M. Minimum Magnitude of Completeness in Earthquake Catalogs: Examples from Alaska, the Western United States, and Japan // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2000. — Vol. 90, no. 4. — P. 859–869. — DOI:https://doi.org/10.1785/0119990114.
