Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phát hiện, Đánh giá Độ lớn và Vị trí Tương đối của Các dư chấn Yếu Sử dụng Phương pháp Cross-Correlation Hình dạng sóng: Động đất ngày 7 tháng 8 năm 2016 tại thị trấn Mariupol
Tóm tắt
Việc nghiên cứu trạng thái ứng suất-biến dạng của một môi trường ở những khu vực yên tĩnh về địa chấn là rất khó khăn do thiếu các sự kiện mạnh. Trong hoàn cảnh như vậy, mỗi trận động đất, dù tương đối yếu, cũng đều có tầm quan trọng cao. Trong trường hợp này, mọi thông tin có thể về ứng suất kiến tạo và động thái của chúng, chẳng hạn như thông tin về thời gian, vị trí và độ lớn của các dư chấn, nên được thu thập từ các dữ liệu địa chấn có sẵn. Trận động đất gần thị trấn Mariupol xảy ra vào ngày 7 tháng 8 năm 2016, có độ lớn sóng cơ thể từ 4.5 đến 4.9 theo dữ liệu của các trung tâm địa chấn khác nhau. Chúng tôi đã phát hiện 12 dư chấn xảy ra trong vòng 5 ngày sau chấn chính bằng cách sử dụng hai mạng lưới địa chấn (AKASG và BRTR) và một trạm ba thành phần (KBZ) thuộc Hệ thống Giám sát Quốc tế, cũng như hai trạm mạng của Viện Động lực Hệ Địa cầu, Viện Hàn lâm Khoa học Nga. Đối với sáu dư chấn, tín hiệu đã được tìm thấy tại ba trạm trở lên. Các dư chấn khác được phát hiện từ dữ liệu tại hai trong ba trạm gần nhất. Việc phát hiện tín hiệu và gán gắn với các dư chấn của chấn chính, cũng như ước lượng độ lớn và vị trí tương đối của các dư chấn đã được tìm thấy, được thực hiện bằng phương pháp cross-correlation hình dạng sóng (WFCC). Các tín hiệu từ chấn chính đóng vai trò là sự kiện chính duy nhất (ME) cho phương pháp WFCC được sử dụng làm mẫu hình dạng sóng. Để tăng tỷ lệ tín hiệu trên tiếng ồn và xác định thời gian bắt đầu chính xác của các sóng địa chấn thường từ các dư chấn, chúng tôi đã sử dụng các mẫu hình dạng sóng có chiều dài khác nhau, từ 10 đến 180 giây tùy thuộc vào loại sóng và khoảng cách đến trạm, cũng như lọc băng tần trong các băng tần tần số hẹp. Độ nhạy cao nhất của máy phát hiện và độ chính xác của ước lượng thời gian bắt đầu sóng P đạt được khi một mẫu hình dạng sóng bao gồm tất cả các sóng thông thường từ P đến L\n g\n . Việc gán gắn các tín hiệu với các dư chấn dựa trên việc hồi cứu thời gian đến của tín hiệu về thời gian khởi đầu bằng cách sử dụng thời gian đi từ sự kiện chính tới trạm, được đo với sai số rất thấp, gần bằng một nửa chiều dài bước số hóa. Để phát triển giả thuyết về sự kiện địa chấn, thời gian khởi đầu tại hai hay nhiều trạm cần phải cách nhau trong khoảng 2 giây.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Adushkin, V.V., Kitov, I.O., Konstantinovskaya, N.L., Nepeina, K.S., Nesterkina, M.A., and Sanina, I.A., Detection of ultraweak signals on the Mikhnevo small-aperture seismic array by using cross-correlation of waveforms, Dokl. Earth Sci., 2015, vol. 460, no. 2, pp. 189–191.
Adushkin, V.V., Kitov, I.O., and Sanina, I.A., Application of a three-component seismic array to improve the detection efficiency of seismic events by the matched filter method, Dokl. Earth Sci., 2016a, vol. 466, no. 1, pp. 47–50.
Adushkin, V.V., Kitov, I.O., and Sanina, I.A., Decrease in signal detection threshold by waveform cross correlation method owing to the use of a seismic array of three-component sensors, Geofiz. Issled., 2016b, vol. 17, no. 1, pp. 5–28. doi 10.21455/gr2016.1-1
Adushkin, V.V., Bobrov, D.I., Kitov, I.O., Rozhkov, M.V., and Sanina, I.A., Remote detection of aftershock activity as a new method of seismic monitoring, Dokl. Earth Sci., 2017, vol. 473, no. 1, pp. 303–307.
Baisch, S., Ceranna, L., and Harjes, H.-P., Earthquake cluster: what can we learn from wave form similarity?, Bull. Seismol. Soc. Am., 2008, vol. 98, no. 6, pp. 2806–2814.
Bobrov, D., Khukhuudei, U., Kitov, I., Sitnikov, K., and Zerbo, L., Automated recovery of the 2012 Sumatera aftershock sequence using waveform cross correlation, J. Earth Sci. Eng., 2013, vol. 3, pp. 437–460.
Bobrov D., Kitov I., and Zerbo L. Perspectives of crosscorrelation in seismic monitoring at the International Data Centre, Pure Appl. Geophys., 2014, vol. 171, nos. 3–5, pp. 439–468.
Bobrov, D.I., Kitov, I.O., Rozhkov, M.V., and Friberg, P., Towards global seismic monitoring of underground nuclear explosions using waveform cross correlation. Part I: Grand master events, Seism. Instrum., 2016a, vol. 52, no. 1, pp. 43–59.
Bobrov, D.I., Kitov, I.O., Rozhkov, M.V., and Friberg, P., Towards global seismic monitoring of underground nuclear explosions using waveform cross correlation. Part II: Synthetic master events, Seism. Instrum., 2016b, vol. 52, no. 3, pp. 207–223.
Coyne, J., Bobrov, D., Bormann, P., Duran, E., Haralabus, G., Kitov, I., Grenard, P., and Starovoit, Yu., Chapter 15: CTBTO: Goals, Networks, Data Analysis and Data Availability, in New Manual of Seismological Practice Observatory, Bormann, P., Ed., 2012, pp. 1–41. doi 10.2312/GFZ.NMSOP-2_ch15
Geller, R.J. and Mueller, C.S., Four similar earthquakes in central California, Geophys. Res. Lett., 1980, vol. 7, no. 10, pp. 821–824.
Gibbons, S.J. and Ringdal, F., The detection of low-magnitude seismic events using array-based waveform correlation, Geophys. J. Int., 2006, vol. 165, pp. 149–166.
Gibbons, S.J., Sorensen M.B., Harris D., and Ringdal F. The detection and location of low magnitude earthquakes in northern Norway using multi-channel waveform correlation at regional distances, Phys. Earth Planet. Inter., 2007, vol. 160, nos. 3–4, pp. 285–309.
Gibbons, S.J., Schweitzer, J., Ringdal, F., Kvaerna, T., Mykkeltveit, S., and Paulsen, B., Improvements to seismic monitoring of the European Arctic using three-component array processing at SPITS, Bull. Seismol. Soc. Am., 2011, vol. 101, no. 6, pp. 2737–2754.
Gibbons, S.J., Pabian, F., Näsholm, S.P., Kværna, T., and Mykkeltveit, S., Accurate relative location estimates for the North Korean nuclear tests using empirical slowness corrections, Geophys. J. Int., 2017, vol. 208, pp. 101–117. https://doi.org/10.1093/gji/ggw379.
Harris, D. and Kvaerna, T., Super-resolution with seismic arrays using empirical matched field processing, Geophys. J. Int., 2010, vol. 182, pp. 1455–1477. doi 10.1111/j.1365- 246X.2010.04684.x
Harris, D.B. and Dodge, D.A., An autonomous system for grouping events in a developing aftershock sequence, Bull. Seismol. Soc. Am., 2011, vol. 101, no. 2, pp. 763–774. doi 10.1785/0120100103
Israelsson, H., Correlation of waveforms from closely spaced regional events, Bull. Seismol. Soc. Am., 1990, vol. 80, pp. 2177–2193.
Kitov, I.O., Sanina, I.A., Nepeina K.S., and Konstantinovskaya, N.L., Using a matched-filter technique at the Mikhnevo small-aperture seismic array, Seism. Instrum., 2014, vol. 51, no. 3, pp. 191–200.
Kitov, I., Bobrov, D., Rozhkov, M., and Sanina, I., Creation of a high-resolution catalogue of mining explosions within the Russian platform using joint capabilities of seismic array Mikhnevo and the International Monitoring System, CTBT: Science and Technology 2015 Conference, Vienna, Austria, 2015, 2015, pp. 135–136.
Kitov, I.O., Volosov, S.G., Kishkina, S.B., Konstantinovskaya, N.L., Nepeina, K.S., Nesterkina, M.A., and Sanina, I.A., Detection of regional phases of seismic body waves using an array of three-component sensors, Seism. Instrum., 2016, vol. 52, no. 1, pp. 19–31.
Pustovitenko, B.G., Kul’chitskii, V.E., and Pustovitenko, A.A., New maps of seismic zoning for the territory of Ukraine. Peculiarities of the long-term seismic hazard model, Geofiz. Zh., 2006, vol. 28, no. 3, pp. 54–77.
Richards, P., Waldhauser, F., Schaff, D., and Kim, W.-Y., The applicability of modern methods of earthquake location, Pure Appl. Geophys., 2006, vol. 163, pp. 351–372.
Sanina, I., Gabsatarova, I., Chernykh, O., Riznichenko, O., Volosov, S., Nesterkina, M., and Konstantinovskaya, N., The Mikhnevo small aperture array enhances the resolution property of seismological observations on the East European Platform, J. Seismol., 2012, vol. 15, pp. 545–556.
Schaff, D.P., Bokelmann, G.H.R., Ellsworth, W.L., Zanzerkia, E., Waldhauser, F., and Beroza, G.C., Optimizing correlation techniques for improved earthquake location, Bull. Seismol. Soc. Am., 2004, vol. 94, no. 2, pp. 705–721.
Schaff, D.P. and Richards, P.G., Repeating seismic events in China, Science, 2004, vol. 303, pp. 1176–1178.
Schaff, D.P. and Richards, P.G., Improvements in magnitude precision, using the statistics of relative amplitudes measured by cross correlation, Geophys. J. Int., 2014, vol. 197, pp. 335–350. doi 10.1093/gji/ggt433
Slinkard, M., Carr, D., and Young, C., Applying waveform correlation to three aftershock sequences, Bull. Seismol. Soc. Am., 2013, vol. 103, pp. 675–693. doi 10.1785/0120120058
Van Trees, H.L., Detection, Estimation, and Modulation Theory, New York: Wiley, 1968. doi 10.1785/0120120058