Фокальний механізм індукованого землетрусу 2015-06-13 (Альберта, Канада), визначений шляхом обернення хвильових форм

https://doi.org/10.23939/jgd2023.01.070
Надіслано: Квітень 20, 2023
1
Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України
2
Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України

Розуміння механізму вогнища індукованих землетрусів важливе аби уміти відрізняти їх від природних. Основною метою нашого дослідження було виявлення параметрів фокального механізму, які з найбільшою ефективністю можна використати для ототожнення індукованих землетрусів. Досліджується також можливість визначення цих параметрів за даними обмеженої кількості станцій, або й навіть однієї. Ми обчислюємо версії тензора сейсмічного моменту і відповідні фокальні механізми індукованої події 2015-06-13 (t0=23:57:53.00 UTC, φ=54.233˚N, λ=-116.627˚E, hs=4 km, ML4.4) поблизу Фокс Крік, Альберта, Канада, шляхом обернення лише прямих хвиль, записаних на одній, двох, трьох і семи станціях. Усі версії виявилися практично однакові, що свідчить про перевагу використання лише прямих хвиль і про саму можливість визначення фокального механізму з використанням записів лише на одній станції, що може бути особливо актуально у регіонах з малою кількістю сейсмічних станцій. Ці версії виявилися також дуже схожі на отриману в [Wang, 2018], що можна вважати додатковим аргументом на користь надійності нашого методу. Часова функція вогнища події в Альберті виявилася довшою (~4 s) ніж це типово для тектонічних землетрусів такої ж сили. Можемо припустити, що ця ознака може бути характерною саме для індукованих землетрусів і може бути використана разом з іншими для того, аби відрізняти їх від тектонічних.

  1. 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, Journal of Geophysical Research, 88, 3247-3271. https://doi.org/10.1029/JB088iB04p03247
  2. Eaton, D. W., & Mahani, A. B. (2015). Focal mechanisms of some inferred induced earthquakes in Alberta, Canada, Seismological Research Letters, 86 (4), 1078-1085. https://doi.org/10.1785/0220150066
  3. Godano, M., Bardainne, T., Regnier, M., & Deschamps, A. (2011). Moment tensor determination by nonlinear inversion of amplitudes, Bulletin of the Seismological Society of America101(1), 366-378. https://doi.org/10.1785/0120090380
  4. 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(6), 2434-2444. https://doi.org/10.1785/0120020236
  5. Mahani, A., B., Malytskyy, D., Visser, R., Hayes, M., Gaucher, M., Kao, H. (2021). Well-log-based velocity and density models for the Montney unconventional resource play in Northeast British Columbia, Canada, applicable to induced seismicity monitoring and research, Seismological Research Letters, 82(2A), 886-894. https://doi.org/10.1785/0220200213
  6. Mai, M., Schorlemmer, D., Page, M.,..., Malytskyy, D., et al. (2016). The Earthquake-Source Inversion Validation (SIV) Project, Seismological Research Letters, 87, 690-708. https://doi.org/10.1785/0220150231.
  7. Malytskyy, D. (2010). Analytic-numerical approaches to the calculation of seismic moment tensor as a function of time, Geoinformatika, 1, 79-85. (in Ukrainian) http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/95654
  8. Malytskyy, D. (2016). Mathematical modeling in the problems of seismology, Naukova Dumka. (in Ukrainian)
  9. Malytskyy, D., & Kozlovskyy, E. (2014). Seismic waves in layered media, J. of Earth Science and Engineering, 4(5), 311-325. https://doi.org/10.17265/2159-581X/2014.05.006
  10. Malytskyy, D., & D’Amico, S. (2015). Moment tensor solutions through waveforms inversion, ISBN: 978-88-98161-13-3, Mistral Service sas, Earth and Environmental Sciences.
  11. 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. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1992.tb00097.x
  12. Sipkin, S. A. (1986). Estimation of earthquake source parameters by the inversion of waveform data, global seismicity 1981-1983, Bulletin of the Seismological Society of America, 76(6), 1515-1541. https://doi.org/10.1785/BSSA0760061515
  13. Vavrychuk, V., & Kuhn, D. (2012). Moment tensor inversion of waveforms: a two-step time frequency approach, Geophysical Journal International, 190, 1761-1776. http://www.eas.slu.edu/eqc/eqc_mt/MECH.NA/20150613235753/
  14. Wang, R. (2018). Source Analysis of Induced Earthquakes in the Western Canada Sedimentary Basin, A thesis for the degree of Doctor of Philosophy in Geophysics, University of Alberta. https://doi.org/10.7939/R3Z60CJ0B
  15. Weber, Z. (2006). Probabilistic local waveform inversion for moment tensor and hypocentral location, Geophysical Journal International, 165(2), 607-621. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.02934.x
  16. Weber, Z. (2016). Probabilistic waveform inversion for 22 earthquake moment tensors in Hungary: new constraints on the tectonic stress pattern inside the Pannonian basin. Geophysical Journal International, 204(1), 236-249. https://doi.org/10.1093/gji/ggv446