Различие магнитуд по объемным (Mb) и поверхностным (Ms) волнам

Одним из известных дискриминаторов взрывов и землетрясений является разница магнитуд, рассчитанных по объемным волнам (Mb) и поверхностным волнам (Ms). Полагают, что ввиду ассимметрии источника поверхностные волны от землетрясений сильнее, чем от взрывов.

Подробнее о данном критерии см. в E Kremenetskaya, V. Asming, Z. Jevtjugina and F. Ringdal. Study of Regional Surface Waves and Frequency-dependent Ms: mb Discrimination in the European Arctic. Pure appl. geophys. Vol. 159, 2002, p. 721-733. (См. раздел Публикации)

Мы использовали оцифрованные аналоговые сейсмограммы станции Апатиты (для этого в КРСЦ была разработана программа полуавтоматической оцифровки отсканированных сейсмограмм и их перевода в CSS-формат). Для анализа был выбран ряд событий, включающих в себя ядерные взрывы на полигоне Новая Земля, мирные ядерные взрывы, землетрясения и событие неизвестной природы 1 августа 1986 года в районе Новой Земли

Это событие в свое время было старательно исследовано. Маршалл (Marshall, P.D., Stewart, R.C. & Lilwall, R.C. Geophys. J. Int. 98, 565-573 (1989)) слоцировал его, получив глубину 30 км. и идентифицировал как землетрясение, сравнив волновые формы с результатами своего моделирования для источника на указанной глубине. Наша же локация дала для этого события глубину 0.

Оцифрованные записи были пропущены через набор из 5 полосовых цифровых фильтров : 0.03-0.04 Гц, 0.04-0.06 Гц, 0.06-0.08 Гц, 0.08-0.1 Гц, 0.1-0.2 Гц.

Для каждой полосы частот замерялся максимум амплитуды Рэлеевской волны и рассчитывалась магнитуда Ms

Ms(Ti) = Log(Ai/Ti)+1.66× Log(D), где i - индекс полосы частот, Ai - амплитуда, Ti - период (соответствующий середине полосы частот), D - расстояние до станции. Кроме того рассчитывалась средняя Ms.

Магнитуды Mb брались из международных сейсмических бюллетеней ISC. Результаты представлены на рисунке.

Ms-Mb для различных типов событий (слева вверху), графики Ms(T)-Mb в зависимости от T для всех событий (слева внизу), карта событий с путями волн на станцию Апатиты (справа вверху).

Видно, что в области коротких периодов кривые Ms(T)-Mb для взрывов и землетрясений пересекаются, однако разделяются для более длинных периодов. Средние значения Ms-Mb для взрывов и землетрясений четко разграничиваются, а событие 1 августа 1986 года попадает в область взрывов.

Наш вывод, что критерий Ms-Mb работает для нашего региона, однако необходима проверка магнитуд Mb по нашим собственным данным.