УДК 550.347

PACS 91.30.Cd

Оценки добротности коры и верхней мантии Северо-Восточного Кавказа по записям сейсмостанции «Махачкала»

В.И. Кирсанов1, О.В. Павленко2

1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия

2 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

Автор для переписки: О.В. Павленко, e-mail: olga@ifz.ru

Аннотация. В настоящей работе продолжены исследования параметров распространения сейсмических волн на Северном Кавказе. Получены оценки добротности коры и верхней мантии в окрестностях Махачкалы, которые сравниваются с полученными ранее оценками добротности в окрестностях Сочи, Анапы и Кисловодска. По записям региональных (с эпицентральными расстояниями до ~300 км) землетрясений (MW ~3.9–5.6), полученных сейсмостанцией «Махачкала», сделаны оценки функции добротности среды Q(f) в виде Q(f) ≈96f0.98 (методом огибающих) и Q(f) ≈135f0.72 (методом нормализации по коде); обобщенная оценка имеет вид Q(f) ≈120 f0.8 (на частотах до ~16 Гц). Полученные оценки добротности в окрестностях Махачкалы на низких частотах несколько выше оценок, полученных для районов Северо-Западного Кавказа – окрестностей Сочи, Анапы и Кисловодска (Q0 ~55–90; n ~0.7–1.0). Полученные оценки функции добротности планируется проверить и, возможно, уточнить посредством стохастического моделирования записей местных землетрясений.

Ключевые слова: добротность, Северо-Восточный Кавказ, землетрясения, сейсмостанция «Махачкала»

Цитирование: Кирсанов В.И., Павленко О.В. Оценки добротности коры и верхней мантии Северо-Восточного Кавказа по записям сейсмостанции «Махачкала» // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т. 46, № 2. С. 60–73. https://doi.org/10.21455/VIS2019.2-6

Литература

Кромский С.Д., Павленко О.В., Габсатарова И.П. Проявления особенностей излучения и распространения сейсмических волн на Северном Кавказе в кода-волнах региональных землетрясений // Физика Земли. 2018. № 2. С. 33–44.

Павленко О.В. Характеристики поглощения сейсмических волн в коре и верхней мантии северо-западной части Кавказа // Физика Земли. 2008. № 6. С. 52–60.

Павленко О.В. Оценки добротности коры и верхней мантии в окрестностях Сочи и Анапы (Северный Кавказ) // Физика Земли. 2016. № 3. С. 19–30.

Павленко В.А., Павленко О. В. Поглощение сейсмических волн в коре и верхней мантии в окрестностях сейсмостанции «Кисловодск» // Физика Земли. 2016. № 4. С. 24–34.

Раутиан Т.Г., Халтурин В.И., Закиров М.С., Земцова А.Г., Проскурин А.П. Экспериментальные исследования сейсмической коды. М.: Наука, 1981. 142 с.

Aki K. Attenuation of shear-waves in the lithosphere for frequencies from 0.05 to 25 Hz // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1980. V. 21, No. 1. P. 50–60.

Aki K., Chouet B. Origin of the coda waves: Source attenuation and scattering effects // J. Geophys. Res. 1975. V. 80, No. 23. P. 3322–3342.

Arshad M.A. Crustal attenuation characteristics of S-waves beneath the Eastern Tohoku region // Japan Earthquake Science. 2016. V. 29, No. 5. P. 259–269.

Boore D.M. Simulation of ground motion using the stochastic method // Pure Appl. Geophys. 2003. V. 160. P. 635–676.

Chen K.C., Shin T.C., Wang J.H. Estimates of coda Q in Taiwan // Proc. Geol. Soc. China. 1989. V. 32. P. 339–353.

Giampiccolo E., Tuve T., Gresta S., Patane D. S-waves attenuation and separation of scattering and intrinsic absorption of seismic energy in southeastern Sicily (Italy) // Geophys. J. Int. 2006. V. 165. P. 211–222.

Herraiz M., Espinosa A.F. Coda waves: A review // Pure Appl. Geophys. 1987. V. 125, No. 4. P. 499–577.

Nakamura Y. Seismic energy transmission in an intensely scattering environment // J. Geophys. 1977. V. 43. P. 389–399.

Pavlenko O., Kozlovskaya E. Characteristics of radiation and propagation of seismic waves in the Northern Finland estimated based on records of local earthquakes // Pure Appl. Geophys. 2018. V. 175, No. 12. P. 4197–4223.

Petukhin A., Irikura K., Ohmi S., Kagawa T. Estimation of Q-values in the seismogenic and aseismic layers in the Kinki Region, Japan, by elimination of the geometrical spreading effect using ray approximation // Bull. Seism. Soc. Amer. 2003. V. 93, No. 4. P. 1498–1515.

Tsujiura M. Spectral analysis of the coda waves from local earthquakes // Bull. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ. 1978. V. 53. P. 1–48.

Wesley J.P. Diffusion of seismic energy in the near range // J. Geophys. Res. 1965. V. 70, No. 20. P. 5099–5106.

Сведения об авторах

КИРСАНОВ Виталий Игоревич – студент, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, д. 1. E-mail: quad.vk@gmail.com

ПАВЛЕНКО Ольга Витальевна – доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: olga@ifz.ru

Assessment of quality factor of the crust and the upper mantle in the North-Eastern Caucasus based on the records of seismic station “Makhachkala”

V.I. Kirsanov1, O.V. Pavlenko2

1 Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

2 Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Corresponding author: O.V. Pavlenko, e-mail: olga@ifz.ru

Abstract. In this paper, we continue studying parameters of propagation of seismic waves in the Northern Caucasus and estimate the quality factor (Q-factor) of the crust and the upper mantle in the vicinity of Makhachkala, which is compared with the previously estimated quality factors in the vicinities of Sochi, Anapa, and Kislovodsk. Based on the records of regional (with epicentral distances < 300 km) earthquakes (MW ~3.9–5.6) obtained by “Makhachkala” seismic station, we obtained the following Q(f) estimates: Q(f) ~96f0.98 (envelope method) and Q(f) ~135f0.72 (code normalization method), and the combined estimate Q(f) ~120f0.8 (at frequencies below ~16 Hz). At lower frequencies, the obtained Q(f) estimates in the vicinity of Makhachkala are slightly higher than similar estimates obtained in the North-Western Caucasus in the vicinities of Sochi, Anapa and Kislovodsk, where Q0 ~55–90 and n ~0,7–1.0. We are planning to verify and probably clarify the obtained estimates of the quality function by stochastic simulation of the records of local earthquakes.

Keywords: quality factor, North-Eastern Caucasus, earthquakes, “Makhachkala” seismic station

About the authors

KIRSANOV Vitali Igorevich – Student, Lomonosov Moscow State University. 119991, GSP-1, Moscow, Leninskie Gory, 1. E-mail: quad.vk@gmail.com

PAVLENKO Olga Vitalievna – Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Chief Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Moscow, ul. Bolshaya Gruzinskaya, 10, building 1. E-mail: olga@ifz.ru

Cite this article as: Kirsanov V.I., Pavlenko O.V. Assessment of quality factor of the crust and the upper mantle in the North-Eastern Caucasus based on the records of seismic station “Makhachkala”, Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology). 2019. V. 46, No. 2. P. 60–73. [in Russian]. https://doi.org/10.21455/VIS2019.2-6

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990