УДК 550.34.034                  с.37-49. DOI: 10.21455/si2017.4-3

PACS: 91.30.Vc

 

Идентификация локальных сейсмических событий
в районе расположения группы “Михнево”

 

© 2017 г. М.А. Нестеркина, С.И. Сергеев, И.А. Санина, Н.Л. Константиновская, Т.В. Данилова, К.С. Сергеев

 

Институт динамики геосфер Российской академии наук, г. Москва, Россия

Автор для переписки: С.И. Сергеев, e-mail: sergio68moscow@live.ru

 

Главное

·         Рассмотрены локальные сейсмособытия, присутствующие в записях сейсмических групп

·         Приведена классификация сейсмособытий в ближайшей окрестности центра группы

·         Предложены методы идентификации локальных сейсмособытий по записям группы

·         Рассмотрены процедуры обнаружения и идентификация ударно-волновых воздействий

·         Использованы записи сейсмической антенны “Михнево” в Московской области

 

Аннотация

При проведении сейсмологических наблюдений с помощью сейсмических групп, как правило, регистрируется большое количество событий, источники которых располагаются в непосредственной близости от группы. На этапе обработки записей сейсмических групп эти события должны быть распознаны и верно интерпретированы во избежание “засорения” каталога событий. Решение данной задачи требует классификации записей локальных событий по генетическому признаку и создания банка данных с наиболее характерными образцами. В настоящей работе рассматриваются локальные события, зафиксированные с помощью уникальной научной установки “Малоапертурная сейсмическая антенна “Михнево”. Эпицентры сейсмических локальных событий расположены на расстоянии менее 5 км от центра группы. Рассматриваются также сейсмические отклики акустических ударных волн. Благодаря применению аппарата кластерного, взаимно-корреля­цион­ного и вейвлет-анализа удалось выделить и классифицировать сейсмические события, обусловленные техногенными источниками. Были выделены события, сопровождающиеся приходом только поверхностных волн, а также события, представленные волнами объёмными, поверхностными и акустического происхождения. В отдельную категорию были отнесены события ударно-волновой природы. Также была обнаружена небольшая группа слабых событий, имеющих предположительно природный генезис. В результате был сформирован банк волновых форм локальных сейсмических событий для сейсмической группы “Михнево”. В дальнейшем это позволит автоматизировать их идентификацию при исследовании сейсмичности Восточно-Европейской платформы.

 

Ключевые слова: сейсмическая группа, локальное сейсмическое событие, кросс-корреляция волновых форм, вейвлет-анализ, поверхностные волны, объёмные волны, техногенное сейсмическое событие, Михнево, Восточно-Европейская платформа.

 

Цитируйте эту статью как: Нестеркина М.А., Сергеев С.И., Санина И.А., Константиновская Н.Л., Данилова Т.В., Сергеев К.С. Идентификация локальных сейсмических событий в районе расположения группы “Михнево” // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 4. C.37–49. DOI: 10.21455/si2017.4-3.

 

Литература

 

Адушкин В.В. Сейсмичность взрывных работ на территории Европейской части России // Физика Земли. 2013. № 2. С.110–130.

Адушкин В.В., Китов И.О., Нестеркина М.А., Константиновская Н.Л., Санина И.А., Непеина К.С. Обнаружение сверхслабых сигналов на малоапертурной сейсмической антенне “Михнево” с помощью кросс-корреляции волновых форм // Докл. РАН. 2015. Т. 460, № 6. С.707–709.

Асминг В.Э. Создание программного комплекса для автоматизации детектирования, локации и интерпретации сейсмических событий и его использование для изучения сейсмичности Северо-Западного региона: Дис. … канд. физ.-мат. наук. М.: ИДГ РАН, 2004. 136 с.

Годзиковская А.А. Дальность макросейсмических проявлений взрывов // Вопросы инженерной сейсмологии. 2012. Т. 39, № 3. С. 52–58.

Годзиковская А.А. Местные взрывы и землетрясения. Сейсмический режим в районе крупнейших ГЭС России / Институт “Гидропроект”. М.: Мордвинцев, 2011. 124 с.

Горбунова Э.М. Основные закономерности изменения режима подземных вод Приокского участка Нелидово-Рязанской шовной зоны // Динамические процессы во взаимодействующих геосферах / Сборник научных трудов ИДГ РАН. М.: ГЕОС, 2006. С.219–227.

Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Оценка количества взрывов в Душанбино-Вахшском каталоге землетрясений // Вопросы инженерной сейсмологии. 2016. Т. 43, № 4. С.61–76.

Любушин A.А. Анализ данных систем геофизического и экологического мониторинга. М.: Наука, 2007. 228 с.

Санина И.А., Волосов С.Г., Черных О.А., Асминг В.Э., Солдатенков А.М., Ризниченко О.Ю. Cинтез и опыт экспериментального применения двухмерной малоапертурной сейсмической антенны Михнево // Сейсмические приборы. 2008. Т. 44, № 1. С.5–20.

Санина И.А., Горбунова Э.М. Идентификация нетектонических сигналов от близкорасположенных источников по данным малоапертурной сейсмической антенны “Михнево” // Геофизические исследования. 2013. Т. 14, № 4. С.36–45.

Санина И.А., Нестеркина М.А., Константиновская Н.Л., Ризниченко О.Ю., Данилова Т.В. Применение вейвлет-анализа для уточнения каталога промышленных взрывов по данным малоапертурной группы “Михнево” // Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных: Материалы XI Международной сейсмологической школы. Обнинск, 2016. С.294–298.

Черных О.А. Сейсмический мониторинг Восточно-Европейской платформы с применением малоапертурной группы “Михнево”: Дис. … канд. физ.-мат. наук. М.: ИДГ РАН, 2011. 103 c.

Gibbons S.J., Sorensen M.B., Harris D., Ringdal F. The detection and location of low magnitude earthquakes in northern Norway using multi-channel waveform correlation at regional distances // Phys. Earth Planet. Int. 2007. V. 160, N 3/4. P.285–309.

Kahbasi A., Moradi A. Earthquake–explosion discrimination using waveform cross-correlation technique for mines in southeast of Tehran // J. Seismol. 2016. V. 20. P.569–578.

Kitov I., Bobrov D., Rozhkov M., Sanina I. Creation of a high-resolution catalogue of mining explosions within the Russian platform using joint capabilities of seismic array Mikhnevo and IMS // T3.3-O5. CTBT: Science and Technology Conference, 2015, 22–26 June, Hofburg palace, Vienna, Austria. 2015. Book of abstracts. P.135–136.

Krischer L., Megies T., Barsch R., Beyreuther M., Lecocq T., Caudron C., Wassermann J. ObsPy: a bridge for seismology into the scientific Python ecosystem // Computational Science & Discovery. 2015. V. 8, N 1. DOI: 10.1088/1749-4699/8/1/014003.

Megies Т., Beyreuther M., Barsch R., Krischer L., Wassermann J. ObsPy – What can it do for data centers and observatories? // Annals of Geophysics. 2011. V. 54, N 1. P.47–58.

Sergeev S., Kitov I., Sergeev K. The selection and preparation of waveform templates for cross-correlation detection of seismic events // T3.5-O10 CTBT: Science and Technology Conference, 2017, 26–30 June, Hofburg palace, Vienna, Austria. 2017. Book of abstracts. P.88.

Vasterling M., Wegler U., Bruestle A., Becker J. Real time monitoring of induced seismicity in the Insheim and Landau deep geothermal reservoirs, Upper Rhine Graben, using the new SeisComP3 cross-correlation detector // Journal of Seismology. 2017. V. 21, N 1. P.193–208.

Virieux J. Fast and accurate ray tracing by Hamiltonian perturbation // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. P.579–594.

 

Сведения об авторах

 

НЕСТЕРКИНА Маргарита Алексеевна – научный сотрудник, Институт динамики геосфер РАН. 119334, Москва, Ленинский проспект, д. 38, корп. 1. Тел.: +7(495) 939-75-82. E-mail: nes-rita@yandex.ru

 

СЕРГЕЕВ Сергей Ильич – научный сотрудник, Институт динамики геосфер РАН. 119334, Москва, Ленинский проспект, д. 38, корп. 1. Тел.: +7(495) 939-75-82. E-mail: Sergio68moscow@live.ru

 

САНИНА Ирина Альфатовна – доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией, Институт динамики геосфер РАН. 119334, Москва, Ленинский проспект, д. 38, корп. 1. Тел.: +7(495) 939-75-82. E-mail: irina@idg.chph.ras.ru

 

КОНСТАНТИНОВСКАЯ Наталия Львовна – младший научный сотрудник, Институт динамики геосфер РАН. 119334, Москва, Ленинский проспект, д. 38, корп. 1. Тел.: +7(495) 939-75-82. E-mail: konstnat@list.ru

 

ДАНИЛОВА Татьяна Валерьевна – младший научный сотрудник, Институт динамики геосфер РАН. 119334, Москва, Ленинский проспект, д. 38, корп. 1. Тел.: +7(495) 939-75-82. E-mail: tanushka.73@bk.ru

 

СЕРГЕЕВ Константин Сергеевич – инженер, Институт динамики геосфер РАН. 119334, Москва, Ленинский проспект, д. 38, корп. 1. Тел.: +7(495) 939-75-82. E-mail: Dzin@protonmail.com

 

METADATA IN ENGLISH

 

About the journal

SEISMICHESKIE PRIBORY, ISSN: 0131-6230, eISSN: 2312-6965, DOI: 10.21455/si, http://elibrary.ru/title_about.asp?id=25597)

English Translation: Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online),

https://link.springer.com/journal/11990

 

Identification of local seismic events
by the Mikhnevo seismic array

 

M.ANesterkina, S.ISergeev, I.ASanina, N.L. Konstantinovskaya,
T.V. Danilova, K.SSergeev

 

Institute of Geospheres Dynamics of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Corresponding author: Sergei Sergeev, e-mail: sergio68moscow@live.ru

 

Highlights

·         Local seismic events in the records of seismic arrays are considered

·         The classification of local seismic events is given

·         Methods for identifying local seismic events by array records are proposed

·         The detection and identification of sonic booms is considered

·         The records of the seismic array “Mikhnevo” (Moscow region) are used

Abstract. There is an amount of relatively close events in seismic records of coherent seismic arrays. These events must be recognized and interpreted correctly in order to avoid clogging of the event catalog at the stage of processing of seismic records. The solution of this problem requires the classification of records of local events according to its nature and the creation of a data bank with the most characteristic samples. In this paper we consider the records from Mikhnevo small aperture seismic array. The epicenters of the considered events located in 5 km or less from the center of seismic array. We classified events by the use of cluster analysis, cross-correlation analysis and wavelet analysis. Events were identified, accompanied by the arrival of only surface waves, as well as events represented by body, surface and acoustic waves. The events of the sonic boom type were classified as a separate category by the using of cross-correlation processing. A small set of weak events with a supposedly natural genesis was also found. Spatially these events located near the ravine slopes and could be triggered by slope activity such as landslide. As a result, a bank of waveforms of local seismic events was formed. This will allow them to automate their identification in the future, in development of landslide detection systems and to improve the research of the seismicity of the Eastern European platform.

 

Keywords: seismic array, coherent array, local seismic events, cross-correlation processing, cluster analysis, wavelet analysis, body waves, surface waves, Mikhnevo, East-European platform.

 

About the authors

 

NESTERKINA Margarita – Researcher, Institute of Geospheres Dynamics of the Russian Academy of Sciences. 119334, Russia, Moscow, Leninsky Prospect, 38, stroenie 1. Phone: +7(495) 939-75-82. E-mail: nes-rita@yandex.ru

 

SERGEEV Sergei – Researcher, Institute of Geospheres Dynamics of the Russian Academy of Sciences. 119334, Russia, Moscow, Leninsky Prospect, 38, stroenie 1. Phone: +7(495) 939-75-82.
E-mail: sergio68moscow@live.ru

 

SANINA Irina – Head of the laboratory, Institute of Geospheres Dynamics of the Russian Academy of Sciences. 119334, Russia, Moscow, Leninsky Prospect, 38, stroenie 1. Phone: +7(495) 939-75-82. E-mail: irina@idg.chph.ras.ru

 

KONSTANTINOVSKAYA Natalia – Junior Researcher, Institute of Geospheres Dynamics of the Russian Academy of Sciences. 119334, Russia, Moscow, Leninsky Prospect, 38, stroenie 1. Phone: +7(495) 939-75-82. E-mail: konstnat@list.ru

 

SERGEEV Konstantin – Researcher, Institute of Geospheres Dynamics of the Russian Academy of Sciences. 119334, Russia, Moscow, Leninsky Prospect, 38, stroenie 1. Phone: +7(495) 939-75-82. E-mail: sergio68moscow@live.ru

 

Cite this article as: Nesterkina M.A., Sergeev S.I., Sanina I.A., Konstantinovskaya N.L., Danilova T.V., Sergeev K.S. Identification of local seismic events by the Mikhnevo seismic array. Seismicheskie Pribory, 2017, Vol. 53, no 4, pp. 37-49. DOI: 10.21455/si2017.4-3 (in Russ.).

 

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2018, Volume 54, Issue 4.