مکان‌یابی مجدد زمین‌لرزه‌های 20 سال اخیر منطقه شمال‌غرب ایران با استفاده از الگوریتم JHD

نوع مقاله: مقاله تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

گروه زلزله‌شناسی، مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، تهران ایران

چکیده

مکان‌یابی دقیق‌تر زمین‌لرزه­های یک منطقه مستلزم وجود ایستگاه­های لرزه­نگاری کافی و توزیع مناسب آنها در منطقه است. استفاده از اطلاعات شبکه­های لرزه­نگاری مختلف موجود در یک منطقه و تلفیق داده­های ثبت­شده در هریک از این شبکه­ها با یکدیگر می­تواند برای رسیدن به این هدف مفید باشد. این امر موجب کاهش مقدار نبود آزیموتی می­شود و بهبود کمی و کیفی پارامتر‌های مکانی زمین‌لرزه­ها را حتی برای زمین‌لرزه­های کوچک فراهم می­کند. در این مطالعه مکان‌یابی مجدد زمین‌لرزه­های 20 سال اخیر شمال ‌غرب ایران با تلفیق داده­های شبکه­های موجود در منطقه انجام گرفته ‌است. در این راستا، ابتدا اطلاعات ثبت­شده از زمین‌لرزه­های منطقه در ایستگاه­های شبکه­های لرزه­نگاری داخلی و کشورهای همسایه از پایگاه داده­های مربوط جمع‌آوری و مجموعه کامل­تری از زمین‌لرزه­های منطقه تهیه شد. پس از آماده­سازی داده­ها وحذف داده­های پرت، مکان‌یابی مجدد زمین‌لرزه­ها براساس داده­های تلفیق­شده و با استفاده از نرم‌افزار ولست ابتدا به روش تک­رخداد و سپس با روش JHD انجام یافت. نتایج این مکان‌یابی و جابه‌جایی­های حاصل در رومرکز و عمق زمین‌لرزه­ها ارزیابی، و خطای RMS اولیه مربوط به زمین‌لرزه­ها با خطای RMS مربوط به مکان‌یابی مجدد با روش تک­رخداد و روش JHD مقایسه شد که در هر مرحله بهبود خطاها قابل‌توجه بود. درنهایت، با رسم مقاطع عمقی کانون زمین‌لرزه­ها در نواحی فعال لرزه‌خیزی، ساختار‌های مرتبط با زمین‌لرزه­ها در منطقه بررسی شد. براساس نتایج، در بسیاری از مقاطع، حذف ساختارهای غیرواقعی ناشی از خطاهای نظام­مند تعیین محل زمین‌لرزه­ها مشهود است و در بعضی از مقاطع، ضمن کاهش پراکندگی محل کانون زمین‌لرزه­ها، ساختارهای موجود واضح‌تر مشاهده می­شوند. نتایج و پارامترهای مکانی جدید حاصل از این مطالعه می­تواند برای مطالعات مختلف بعدی در منطقه استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Relocation of recent 20-years earthquakes occurred in northwest of Iran by JHD algorithm

نویسندگان [English]

  • Rahim Jomeiri
  • Esmaeil Bayramnejad
Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

In current study, earthquakes occurred in northwest of Iran in the past 20 years were relocated using JHD algorithm. A dense seismic network is usually required to produce a stable and precise earthquake location, i.e., improved quantitative and qualitative earthquake data are achieved due to various parameters including low amount of azimuthal gap. Combining data from different seismic networks in the study area can be effective and useful to improve earthquake locations. Thus, a list of earthquakes in the northwest region of Iran was developed using data available from different seismic networks. The recorded earthquakes data by the seismic network stations of Iran and neighboring countries were collected and a complete data set of earthquakes in the region was prepared. Then, the information from 30,000 recorded and reported earthquakes in the area was compiled. This information includes more than 400,000 seismic phases from databases of International Seismological Center (ISC), Iranian Seismological Center (IRSC), Broadband Iranian National Seismic Network Center (IIEES) and National Seismic Network of Turkey (DDA). This dataset was sorted and the outliers were taken off based on analyzing the travel-time residuals. In the next step, the recorded phases of an earthquake from different stations were combined and a homogeneous catalog was established. This catalog is more complete than the original catalog, e.g., because of increasing the number of phases, azimuthal gap of earthquakes has decreased. In the next step, after the preparation of the data, the hypocenter relocation was done using single event and the JHD algorithms in VELEST computer program. Comparison of RMS of earthquakes indicates a decrease in the RMS due to relocation process. The average value of RMS for the entire earthquakes reduced from 0.69 s to 0.41 s at the final stage, and this shows a reduction in difference between calculated and real earthquake location. The RMS value for more than 90% of earthquakes is less than one second. Thus, a homogeneous catalog of earthquakes in the region was prepared and new results were evaluated and compared with the initial information. Finally, the seismicity patterns in the region were investigated by drawing the hypocenter depth sections in the active seismic areas. Based on the obtained results in many sections, the removal of unrealistic structures due to systematic errors in earthquake location was evident, and in some sections, scattering of the earthquake hypocenter locations reduced and the existing structures were more obvious.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Northwest of Iran
  • earthquakes catalog
  • VELEST software
  • hypocenter relocation
  • JHD Method
  • hypocenter section

بایرام­نژاد، ا.، 1386، تعیین ساختار سرعتی پوسته در شمال‌غرب ایران با استفاده از وارون­سازی سه بعدی داده­های زمین‌لرزه­های محلی: پایان­نامه دکتری، دانشگاه تهران.

سلطانی‌مقدم، س.، شمالی، ظ. ح. و حاتمی، م.، 1394، تعیین مکان مجدد زمین‌لرزه­های ورزقان- اهر Mw6.3، Mw6.5 و پس‌لرزه­های آن با استفاده از الگوریتم غیرخطی احتمالاتی: مجله ژئوفیزیک ایران، 9(3)، 143-159.

فیض‌آقایی، ف.، متقی، س. خ.، تاتار، م.، قدس، ع. و مرادی، ع.، 1396، توموگرافی دو بعدی سرعت امواج حجمی فشارشی در پوستۀ فوقانی با استفاده از زمین‌لرزه­های شمال باختر ایران: مجله ژئوفیزیک ایران، 11(1)، 33-48.

Ambraseys, N. N., and Melville, C. P., 1982, A history of Persian earthquakes: Cambridge Earth Science Series, Cambridge University Press, London, 219 pp.

Cavalié, O., and Jónsson, S., 2014, Block-like plate movements in eastern Anatolia observed by InSAR: Geophysical Research Letters, 41, 26–31.

Husen, S., and Hardebeck, J. L., 2010, Earthquake location accuracy: Community online resource for statistical seismicity analysis, doi:10.5078/corssa-55815573; Available at http://www.corssa.org.

ISC, International Seismological Centre, On-line Bulletin; http://www.isc.ac.uk.Karakhanian, A. S., Trifonov, V. G., Philip, H., Avagyan, A., Hessami, Kh., Jamali, F., Bayraktutan, M. S., Bagdassarian, H., Arakelian, S., Davtian, V., and Adilkhanyan, A., 2004, Active faulting and natural hazards in Armenia, eastern Turkey and northwestern Iran: Tectonophysics, 380, 189–219.

Karakhanian, A. S., Vernant, P., Doerflinger, E., Avagyan, A., Philip, H., Aslanyan, R., Champollion, C., Arakelyan, S., Collard, P., Baghdasaryan, H., Peyret, M., Davtyan, V., Calais, E., and Masson, F., 2013, GPS constraints on continental deformation in the Armenian region and Lesser Caucasus: Tectonophysics, 592, 39–45.

Kennett, B. L. N., and Engdahl, E. R., 1991, Travel times for global earthquake location and phase identification: Geophysical Journal International, 105, 429–465.

Kissling, E., Kradolfer, U., and Maurer, H., 1995, VELEST user’s guide-short introduction, Technical Report: Institute of Geophysics, ETH Zürich; Switzerland.

Kwang-Hee, K., Jer-Ming, C., Pujol, J., and Kou-Cheng, C., 2005, Earthquake relocations, fault zone geometry and constraints on lateral velocity variations using the joint hypocenter determination method in the Taiwan area: Earth Planets Space, 57, 809–823.

Masson, F., Djamour, Y., Van Gorp, S., Chéry, J., Tatar, M., Tavakoli, F., Nankali, H., and Vernant, P., 2006, Extension in NW Iran driven by the motion of the South Caspian Basin: Earth and Planetary Science Letters, 252, 180–188.

Masson, F., Anvari, M., Djamour, Y., Walpersdorf, A., Tavakoli, F., Daignieres, M., Nankali, H., and Van Gorp, S., 2007, Large-scale velocity field and strain tensor in Iran inferred from GPS measurements: new insight for the present-day deformation pattern within NE Iran: Geophysical Journal International, 170(1), 436–440.

Mirzaei, N., Gao, M., and Chen, Y. T., 1998, Seismic source regionalization for seismic zoning of Iran: major seismotectonic provinces: Journal of Earthquake Prediction Research, 7, 465-495.

Moradi, A., Hatzfeld, D., and Tatar, M., 2011, Microseismicity and seismotectonics of the North Tabriz fault: Tectonophysics, 506, 22–30.

Nilforoushan, F., Masson, F., Vernant, P., Vigny, C., Martinod, J., Abbassi, M.-R., Nankali, H., Hatzfeld, D., Bayer, R., Tavakoli, F., Ashtiani, M., Doerflinger, E., Daignières, M., Collard, P., Chéry, J., 2003. GPS network monitors the Arabia–Eurasia collision deformation in Iran. J. Geod. 77, 411–422.

Pujol, J., 1995, Application of the JHD technique to the Loma Prieta, California, main shock-aftershock sequence and implications for earthquake location: Bulletin of the Seismological Society of America, 85, 129–150.

Pujol, J., Johnston, A. Chiu, J. M., and Yang, Y. T., 1997, Refinement of thrust faulting models for the central New Madrid seismic zone: Engineering Geology, 46, 281–298.

Quintero, R., and Kissling, E., 2001, An improved P-wave velocity reference model for Costa Rica: Geofísica Internacional, 40(1), 3-19.

Vernant, P., Nilforoushan, F., Hatzfeld, D., Abassi, M. R., Vigny, C., Masson, F., Nankali, H., Martinod, J., Ashtiani, M., Bayer, R., Tavakoli, F., and Chéry, J., 2004, Present-day crustal deformation and plate kinematics in the Middle East constrained by GPS measurements in Iran and northern Oman: Geophysical Journal International, 157, 381–398.