https://oldena.lpnu.ua/handle/ntb/45005| Title: | Механізм вогнища і тектонічний контекст землетрусу 29.09.2017 р. поблизу м. Стебник |
| Other Titles: | Source mechanism and tectonic setting of 29.09.2017 earthquake near Stebnyk Механим очага и тектонический контест землетрясения 29.09.2017 г. в окресности г. Стебник |
| Authors: | Малицький, Д. Гнип, А. Грицай, О. Муровська, А. Кравець, С. Козловський, Е. Микита, А. Malytskyi, D. Hnyp, A. Hrytsai, O. Murovska, A. Kravets, S. Kozlovskyi, E. Mykyta, A. Малицкий, Д. Гнып, А. Грыцай, О. Муровская, А. Кравец, С. Козловский, Е. Мыкыта, А. |
| Affiliation: | Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С. І. Субботіна НАН України Інститут геофізики ім. С. І. Субботіна НАН України Carpathian Branch of Subbotin Institute of Geophysics, National Academy of Science of Ukraine Subbotin Institute of Geophysics, National Academy of Science of Ukraine Карпатское отделение институту геофизики им. С. И. Субботина НАН Украины Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины |
| Bibliographic description (Ukraine): | Механізм вогнища і тектонічний контекст землетрусу 29.09.2017 р. поблизу м. Стебник / Д. Малицький, А. Гнип, О. Грицай, А. Муровська, С. Кравець, Е. Козловський, А. Микита // Геодинаміка : науковий журнал. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2018. — № 1 (24). — С. 100–110. |
| Bibliographic description (International): | Source mechanism and tectonic setting of 29.09.2017 earthquake near Stebnyk / D. Malytskyi, A. Hnyp, O. Hrytsai, A. Murovska, S. Kravets, E. Kozlovskyi, A. Mykyta // Heodynamika : naukovyi zhurnal. — Lviv : Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2018. — No 1 (24). — P. 100–110. |
| Is part of: | Геодинаміка : науковий журнал, 1 (24), 2018 |
| Journal/Collection: | Геодинаміка : науковий журнал |
| Issue: | 1 (24) |
| Issue Date: | 26-Feb-2018 |
| Publisher: | Видавництво Львівської політехніки |
| Place of the edition/event: | Львів |
| UDC: | 550.34 |
| Keywords: | землетрус сейсмічні хвилі матричний метод механізм вогнища тензор сейсмічного моменту часова функція вогнища осадові відклади Самбірський покрив matrix method graphic method focal mechanism of the earthquake seismic wave propagation seismic moment tensor source time function sedimentation Sambir cover землетрясение сейсмические волны матричный метод механизм очага тензор сейсмического момента временная функция очага осадочные отложения Самборский покров |
| Number of pages: | 11 |
| Page range: | 100-110 |
| Start page: | 100 |
| End page: | 110 |
| Abstract: | Мета. Метою роботи є визначення механізму вогнища землетрусу, який відбувся 29.09.2017 р.
поблизу м. Стебник (21h46m8,4s, j = 49,34˚, λ = 23,49˚, h = 1,9 км, MD = 2,9) двома методами – за знаками
вступів Р-хвиль та методом інверсії хвильових форм за даними обмеженої кількості станцій. Методика.
Моделювання сейсмічних хвиль у неоднорідному середовищі, представленому у вигляді горизонтально-
шаруватої пружної структури, здійснюється матричним методом. Співвідношення, отримані для полів
переміщень на вільній поверхні півпростору, використано для визначення тензора сейсмічного моменту
як функції часу шляхом виділення тільки прямих P-хвиль. У роботі використано також метод визначення
механізму вогнища землетрусу за знаками вступів Р-хвиль на станціях. Результати. У роботі
представлено розв’язання оберненої задачі щодо визначення механізму вогнища землетрусу методом
інверсії хвильових форм у випадку обмеженої кількості станцій та за знаками вступів Р-хвиль на
станціях. Показано, що фокальний механізм, визначений за вступами Р-хвиль надійніший. Зіставлення
характеристик землетрусу, механізму його вогнища з тектонічною будовою регіону дає змогу пов’язати
землетрус з насувом другого порядку в межах аллохтонної частини Самбірського покриву. Наукова
новизна. Обернення хвильових форм лише прямих Р-хвиль, запропоноване в роботі, дає змогу визначати
механізм вогнища землетрусу за даними малої кількості станцій, що особливо актуально у регіонах з
порівняно невисоким рівнем місцевої сейсмічної активності, до яких належить Передкарпаття. Механізм
стебницького землетрусу 29.09.2017 р є одним з перших, визначених у межах Передкарпатського
прогину; зіставлення механізму з даними про геологічну будову регіону дало змогу з’ясувати ймовірні
тектонічні передумови землетрусу і пов’язати його зі зсувом ґрунту поблизу м. Стебник. Практична
значущість. Одна із нодальних площин, визначеного в роботі механізму вогнища, є площиною розриву
землетрусу, який найімовірніше став причиною екологічної катастрофи – зсуву ґрунту поблизу
м. Стебник приблизно о 21h47m0.0s GMT 29.09.2017 р. Purpose. The paper’s purpose consists in determining the source mechanism of 29.09.2017 earthquake near Stebnyk (21h46m8.4s, = 49.34˚, λ = 23.49˚, h = 1.9 km, MD = 2.9) using two methods – from polarities of first P-wave arrivals and by inversion of wave forms registered at a limited number of stations. Methodology. Seismic waves in the inhomogeneous medium represented by horizontally layered elastic structure are calculated using the matrix method. Expressions derived for the field of displacements on the upper surface are used for the determination of seismic moment tensor rate by isolating only direct P-waves. Also, the source mechanism is determined from polarities of first P-wave arrivals. Result. In the paper, a new method is presented for determination of earthquake source mechanism by inversion of only direct P-waveforms registered at only a limited number of stations and from polarities of first P-wave arrivals at seismic station. The conclusion is drawn out that mechanism simultaneously determined from polarities of first P-wave arrivals is more reliable. Correlation hogging of the earthquake characteristics and its source mechanism with tectonic setting of the region enables to associate the earthquake with thrusting of second order within the extent of allochtonous part of the Sambir nappe. Originality. The inversion of waveforms of only direct P-wave, proposed in the paper, make it possible to determine the focal mechanism of the earthquake by using the data of a small number of stations. It is especially important in regions with relatively low levels of local seismic activity, which include Precarpathians. The mechanism of the earthquake near Stebnyk of 29.09.2017 is one of the first, determined within the extent of the Сarpathian Foredeep; and comparison of the mechanism with the geological structure data of the region made it possible to ascertain the probable tectonic preconditions of the earthquake and to associate it with landslide near the city of Stebnyk. Practical significance. One of the nodal planes of the source mechanism determined in the paper corresponds to rupture plane of the earthquake which supposedly triggered the ecological catastrophe – disastrous landslide near the city of Stebnyk on 29.09.2017 at approximately 21h47m0.0s. Цель. Целью работы является определение механизма очага землетрясения, которое произошло 29.09.2017 в окрестности г. Стебник (21h46m8,4s, j = 49,34˚, λ = 23,49˚, h = 1,9 км, MD = 2,9) двумя методами – по знакам вступлений Р-волн и методом инверсии волновых форм по данным ограниченного количества станций. Методика. Моделирование сейсмических волн в неоднородной среде, представленной в виде горизонтально-слоистой упругой структуры, осуществляется матричным методом. Соотношения, полученные для полей перемещений на свободной поверхности полупространства, использованы для определения тензора сейсмического момента как функции времени путем выделения только прямых P-волн. В работе использован также метод определения механизма очага землетрясения по знакам вступлений Р-волн на станциях. Результаты. В работе представлены решения обратной задачи определения механизма очага землетрясения методом инверсии волновых форм в случае ограниченного количества станций и по знакам вступлений Р-волн на станциях. Показано, что фокальный механизм, определенный по поступлениям Р-волн надежнее. Сопоставление характеристик землетрясения, механизма его очага с тектоническим строением региона позволяет связать землетрясение с надвигом второго порядка в границах аллохтонной части Самборского покрова. Научная новизна. Инверсия волновых форм только прямых Р-волн, предложенная в работе, позволяет определять механизм очага землетрясения по данным малого количества станций, что особенно актуально в регионах с относительно невысоким уровнем местной сейсмической активности, к которым относится Прикарпатье. Механизм стебницкого землетрясения 29.09.2017 г. является одним из первых, определенных в рамках Прикарпатского прогиба; сопоставление механизма с данными о геологическом строении региона позволило выяснить возможные тектонические предпосылки землетрясения и связать его со сдвигом почвы вблизи г. Стебник. Практическая значимость. Одна из нодальных плоскостей определенного в работе механизма очага является плоскостью разрыва землетрясения, которое наиболее вероятно стало причиной экологичесой катастрофы – оползня в окрестности г. Стебник приблизительно в 21h47m0.0s GMT, 29.09.2017. |
| URI: | https://ena.lpnu.ua/handle/ntb/45005 |
| Copyright owner: | © Інститут геології і геохімії горючих копалин Національної академії наук України, 2018 © Інститут геофізики ім. С. І. Субботіна Національної академії наук України, 2018 © Державна служба геодезії, картографії та кадастру України, 2018 © Львівське астрономо-геодезичне товариство, 2018 © Національний університет “Львівська політехніка”, 2018 © Д. Малицький, А. Гнип, О. Грицай, А. Муровська, С. Кравець, Е. Козловський, А. Микита |
| References (Ukraine): | Геологические карты западных областей Украины на срезах – 3000, – 5000, – 7000 м. / ред. В. В. Глушко. – К. : Мингео УССР. – 1979. – 10 с. Геологічна карта Українських Карпат, масштаб 1: 100000. Закарпатська, Івано-Франківська, Львівська, Чернівецька області України / В. В. Глушко, В. В. Кузовенко, В. Е. Шлапинс- кий / Під ред. Ю. З. Крупського. Звіт ЗАТ “Концерн Надра”. – К. : Фонд ЗАТ “Концерн Надра”. – 2007. – 228 с. Гнилко О. М. Тектонічне районування Карпат у світлі терейнової тектоніки. Частина 1. Основні елементи Карпатської споруди // Геодинаміка. – 2011. – 2 (11). – С. 170–172. Малицький Д. В. Аналітично-числові підходи до обчислення часової залежності компонент тензора сейсмічного моменту // Геоінформатика. – 2010. – № 1. – С. 79–86. Малицький Д. B. Математичне моделювання в задачах сейсмології. – К. : Наук. думка, 2016. – 241 с. Малицький Д. В. Застосування динамічних підходів для визначення механізмів вогнищ землетрусів Карпатського регіону / Д. В. Ма- лицький, О. Д. Грицай // Наукова конференція- семінар “Сейсмологічні та геофізичні дослі- дження в сейсмоактивних регіонах” присвя- чена пам’яті Т. З. Вербицького та Ю. Т. Вер- бицького, Верхнє Синьовидне, 1–2 червня 2017 р., Львів : Сполом, – 2017. – С. 166–168. Малицький Д. В. Моделі сейсмічних джерел / Д. В. Малицький, А. Ю. Павлова, О. Д. Грицай, О. А. Асташкіна, О. О. Обідіна, М. Р. Мах- ніцький, Е. М. Козловський // Геоінформатика. – 2017. – № 2. – С. 14–23. Молотков Л. А. Исследование распространения волн в пористых и трещиноватых средах на основе эффективных моделей Био и слоисты сред / Л. А. Молотков. – СПб.: Наука. 2001. – 348 с. Молотков Л. А. Матричный метод в теории распространения волн в слоистых упругих и жидких средах / Л. А. Молотков. – Ленинград : Наука, 1984. – 201 с. Тектоническая карта Украинских Карпат, масштаб 1: 200000. / Ред. В. В. Глушко, С. С. Круглов. – К. : Мингео УССР. – 1986. – 6 с. Aki K., Richards P. G. Quantitative seismology, 2nd edn. Sausalito. – California : University Science books, 2002. – 520 p. Alekseev A. S. The solution of dynamic problems of elastic wave propagation in inhomogeneous media by a combination of partial separation of variables and finite-difference method / A. S. Alekseev, B. G. Mikhailenko // J. Geophys. – 1980. – Vol. 48. – P. 161–172. Ben-Menahem A. Seismic Waves and Sources / A. Ben-Menahem, S. J. Singh. – New York : Springer, 1981. – 1108 p. Bouchon M. A simple method to calculate Green’s functions for elastic layered media / M. Bouchon // Bull. Seismol. Soc. Am. – 1981. – Vol. 71. – P. 959–971. Chapman C. H. A new method for computing synthetic seismograms. // Geophys. J. R. Astron. Soc. – 1957. – Vol. 54. – P. 481–518. Cormier V. P. Full wave theory applied to a discontinuous velocity increase: The inner core boundary / V. P. Cormier, P. G. Richards // J. Geophys. – 1977. – Vol. 43. – P. 3–31. Csontos L. Mesozoic plate tectonic reconstruction of the Carpathian region / L. Csontos, A. Vörös // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. – 2004. – Vol. 210 (1). – P. 1–56. D’Amico S. Source Parameters Related to a Small Earthquake Swarm Off-Shore of Malta (Central Mediterranean) / S. D’Amico // Development in Earth Science. – 2014. – Vol. 2. – P. 8–13. Dziewonski A. M, Chou T. A., Woodhouse J. H. Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of regional and global seismicity. // J. geophys. Res. – 1981. – Vol. 86. – P. 2825–2852. Fuchs K. Computation of synthetic seismograms with the reflectivity method and comparison with observations / K. Fuchs, G. Muller // Geophys. J. R. Astron. Soc. – 1971. – Vol. 23. – P. 417–433. Godano M. Deschamps A. Moment tensor determination by nonlinear inversion of amplitudes / M. Godano, T. Bardainne, M. Regnier // Bull. seism. Soc. Am. – 2011. – Vol. 101. – P. 366–378. Hardebeck J. L. Using S/P amplitude ratios to constrain the focal mechanisms of small earthquakes / J. L. Hardebeck, P. M. Shearer // Bull. seism. Soc. Am. – 2003. – Vol. 93. – P. 2432–2444. Kennett B. L. N. Seismic waves in laterally inhomogeneous media / B. L. N. Kennett // Geophys. J. R. Astron. Soc. – 1972. – Vol. 27. – P. 301–325. Kennett B. L. N. The Seismic Wavefield 1, 2 / B. L. N. Kennett – UK : Cambridge University Press, 2002. – 900 p. Kikuchi M. Inversion of complex body waves-III / M. Kikuchi, H. Kanamori // Bull. seism. Soc. Am. – 1991. – Vol. 81. – P. 2335–2350. Malytskyy D. Seismic waves in layered media / D. Malytskyy, E. Kozlovskyy // J. of Earth Science and Engineering. – 2014. – Vol. 4. –P. 311–325. Miller A. D. Three- dimensional seismic structure and moment tensors of non-double-couple earthquakes at the Hengill-Grensdalur volcanic complex, Iceland / A. D. Miller, B. R. Julian, G. R. Foulger // Geophys. J. Int. – 1998. – Vol. 133 –P. 309–325. Muller G. The reflectivity method: A tutorial / G. Muller // J. Geophys. – 1985. – Vol. 58. –P. 153–174. Nakapelukh M. Balanced geological cross-section of the outer Ukrainian Carpathians along the pancake profile / M. Nakapelukh, I. Bubniak, T. Yegorova, A. Murovskaya, O. Gintov, V. Shlapinskyi, Yu. Vikhot // Journal of Geodynamics. – 2017. –Vol. 108. – P. 13–25. Sileny J. Waveform inversion for point source moment tensor retrieval with variable hypocentral depth and structural model / J. Sileny, G. F. Panza, P. Campus // Geophys. J. Int. – 1992. – Vol. 109. – P. 259–274. Sipkin S. A. Estimation of earthquake source parameters by the inversion of waveform data: Global seismicity, 1981–1983 / S. A. Sipkin // Bull. seism. Soc. Am. – 1986. – Vol. 76. –P. 1515–1541. Vavrychuk V. Moment tensor inversion of waveforms: a two- step time frequency approach / V. Vavrychuk, D. Kuhn // Geophys. J. Int. –2012. – Vol. 190. – P. 1761–1776. Wiggins R. A. Synthetic seismogram computation by expansion in generalized rays / R. A. Wiggins, D. V. Helmberger // Geophys. J. – 1974. –Vol. 37. – P. 73–90. |
| References (International): | Geological maps of the western regions of Ukraine on sections – 3000, – 5000, – 7000 m. (1979). Ed. V.V. Glushko. Kyiv: Mingeo USSR. (in Russian). Hlushko, V. V., Kuzovenko, V. V., Shlapynskyi, V. E. (2007). Geological Map of Ukrainian Carpathians, scale1: 100000. Transcarpathian, Ivano-Frankivsk, Lviv, Chernivtsi region of Ukraine]. Ed. Yu. Z. Krupskyi. Report of JSC “Nadra Concern”. Kyiv: Fund JSC “Nadra Concern” (in Ukrainian). Hnylko, O. M. (2011). Tectonic zoning of the Carpathians in terms of the Terrane tectonics. Sections 1. Main units of the Carpathian building. Geodynamics, 2 (11), 170–172 (in Ukrainian). Malytskyi, D. (2010). Analytic-Numerical Approaches to the Calculation of Seismic Moment Tensor as a Function of Time. Geoinformatic, 1, 79–86 (in Ukrainian). Malytskyy, D. V. (2016). Mathematical Modeling in the problems of seismology. Kyiv: Naukova dumka Publ., (in Ukrainian). Malytskyi, D. V., Hrytsai, O. D. (2017). Application of dynamic approaches for determination of focal mechanisms of earthquake in the Carpathian region. Proceedings of Scientific conference-seminar Seismological and geophysical research in seismically active regions is devoted to the memory of T. Z. Verbitsky and Yu. T. Verbitsky, Upper Synovid, June 1–2, 2017. Lviv: Spolom, 166–168 (in Ukrainian). Malytskyy, D., Pavlova, A., Grytsai, O., Astashkina, O., Obidina, O. O., Makhnitskyy, M. P., Kozlovskyy, E. (2017). Models of Seismic Sources. Geoinformatika, 2, 14–23 (in Ukrainian). Molotkov, L. A. (2001). Investigation of wave propagation in porous and fractured media based on effective models of Bio and layered media. Sankt-Peterburg: Nauka Publ. (in Russian). Molotkov, L. A. (1984). Matrix method in the theory of wave propagation in layered elastic and liquid media. Leningrad: Nauka Publ. (in Russian). Tectonic map of the Ukrainian Carpathians, scale 1: 200000. (1986). Ed. V. V. Glushko, S. S. Kruglov. Kyiv: Mingeo USSR. (in Russian). Aki, K., Richards, P. G. (2002). Quantitative seismology, 2nd edn. Sausalito, California: University Science books. Alekseev, A. S., Mikhailenko, B. G. (1980). The solution of dynamic problems of elastic wave propagation in inhomogeneous media by a combination of partial separation of variables and finite-difference method. J. Geophys, 48, 161–172. Ben-Menahem, A., Singh, S. J. (1981). Seismic Waves and Sources. New York:Springer. Bouchon, M. (1981). A simple method to calculate Green’s functions for elastic layered media. Bull. Seismol. Soc. Am.. 71, 959–971. Chapman, C. H. (1957). A new method for computing synthetic seismograms. Geophysical Journal International, 54(3), 481–518. Cormier, V. P., Richards, P. G. (1977). Full wave theory applied to a discontinuous velocity increase: The inner core boundary. J. Geophys., 43, 3–31. Csontos, L., Vörös, A. (2004). Mesozoic plate tectonic reconstruction of the Carpathian region. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 210(1), 1–56. D’Amico, S. (2014). Source Parameters Related to a Small Earthquake Swarm Off-Shore of Malta (Central Mediterranean). Development in Earth Science. 2, 8–13. Dziewonski, A. M, Chou, T. A., Woodhouse, J. H. (1981). Determination of earthquake source parameters from waveform data for studies of regional and global seismicity. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 86(B4), 2825–2852. Fuchs, K., Muller, G. (1971). Computation of synthetic seismograms with the reflectivity method and comparison with observations. Geophysical Journal International., 23(4), 417–433. Godano, M., Bardainne, T., Regnier, M., Deschamps A. (2011). Moment tensor determination by nonlinear inversion of amplitudes. Bulletin of the Seismological Society of America., 101, 366–378. Hardebeck, J. L., Shearer, P. M. (2003). Using S/P amplitude ratios to constrain the focal mechanisms of small earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, 93, 2432–2444. Kennett, B. L. N. (1972). Seismic waves in laterally inhomogeneous media. Geophysical Journal International,27, 301–325. Kennett, B. L. N. (2002). The Seismic Wavefield 1, 2. UK: Cambridge University Press. Kikuchi, M., Kanamori, H. (1991). Inversion of complex body waves-III. Bulletin of the Seismological Society of America, 81, 2335–2350. Malytskyy, D., Kozlovskyy, E. (2014). Seismic waves in layered media. Journal of Earth Science and Engineering, 4, 311–325. Miller, A. D., Julian, B. R., Foulger, G. R. (1998). Three-dimensional seismic structure and moment tensors of non-double-couple earthquakes at the Hengill-Grensdalur volcanic complex, Iceland. Geophysical Journal International, 133(2), 309–325. Muller, G. (1985). The reflectivity method: A tutorial. J. Geophys., 58, 153–174. Nakapelukh, M., Bubniak, I., Yegorova, T., Murovskaya, A., Gintov, O., Shlapinskyi, V., Vikhot, Yu. (2017). Balanced geological cross-section of the outer Ukrainian Carpathians along the pancake profile. Journal of Geodynamics, 108, 13–25. Sileny, J., Panza, G. F., Campus, P. (1992). Waveform inversion for point source moment tensor retrieval with variable hypocentral depth and structural model. Geophysical Journal International, 109(2), 259–274. Sipkin, S. A. (1986). Estimation of earthquake source parameters by the inversion of waveform data: Global seismicity, 1981–1983. Bull. seism. Soc. A Bulletin of the Seismological Society of America, 76, 1515–1541. Vavrychuk, V., Kuhn, D. (2012). Moment tensor inversion of waveforms: a two- step time frequency approach. Geophysical Journal International, 190(3), 1761–1776. Wiggins, R. A., Helmberger, D. V. (1974). Synthetic seismogram computation by expansion in generalized rays. Geophysical Journal International, 37(1), 73–90. |
| Content type: | Article |
| Appears in Collections: | Геодинаміка. – 2018. – №1(24) |
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 2018n1__24__Malytskyi_D-Source_mechanism_and_100-110.pdf | 1.42 MB | Adobe PDF | View/Open | |
| 2018n1__24__Malytskyi_D-Source_mechanism_and_100-110__COVER.png | 551.49 kB | image/png | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.