Сейсмический момент локальных землетрясений центральной части Байкальского рифта методом инверсии огибающей коды Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Российский сейсмологический журнал 2024. Т. 6, № 3. С. 40-59. https://doi.Org/10.35540/2686-7907.2024.3.03. EDN: TGCUME

УДК 550.34

Сейсмический момент локальных землетрясений центральной части Байкальского рифта методом инверсии огибающей коды

© 2024 г. П.А. Предеин1'2, М.А. Хритова34

1ГИН СО РАН, г. Улан-Удэ, Россия; 2БуФ ФИЦ ЕГС РАН, г. Улан-Удэ, Россия; 3БФ ФИЦ ЕГС РАН, г. Иркутск, Россия; 4ИЗК СО РАН, г. Иркутск, Россия

Поступила в редакцию 25.06.2024 г.

Аннотация. Рассмотрено определение свойств источника излучения, величины скалярного сейсмического момента М0 землетрясений, с использованием метода инверсии огибающей коды. В октавных диапазонах с центральными частотами от 0.53 до 34 Гц оценено относительное локальное усиление в районе приёмника и потери сейсмической энергии на поглощение и рассеяние в среде. Использованы записи землетрясений, зарегистрированных в центральной части Байкальского рифта тремя сейсмическими станциями на эпицентральных расстояниях 40—120 км. Рассчитанное затухание и локальное усиление использовано для оценки сейсмического момента и моментных магнитуд Mw землетрясений исследуемой области. Получено хорошее соответствие между Mw по коде и магнитудой, пересчитанной по формуле Т.Г. Раутиан из величины энергетического класса. Таким образом, разность между этими величинами близка к постоянной в представительном диапазоне магнитуд. Показано, что упрощённая модель рассеяния поперечных волн может применяться для энергетической классификации и определения очаговых параметров слабых и умеренных землетрясений, регистрируемых с хорошим соотношением сигнал/шум только на локальных расстояниях.

Ключевые слова: инверсия, огибающая, кода, поглощение, рассеяние, сейсмический момент, маг-нитуда.

Для цитирования: Предеин П.А., Хритова М.А. Сейсмический момент локальных землетрясений центральной части Байкальского рифта методом инверсии огибающей коды // Российский сейсмологический журнал. - 2024. - Т. 6, № 3. - С. 40-59. - DOI: https://doi.org/10.35540/2686-7907.2024.3.03. - EDN: ШОТМЕ

Введение

Оценка энергии, выделившейся в очаге землетрясения, является актуальной задачей сетей сейсмического мониторинга разного уровня иерархии [Землетрясения ..., 2007]. Определение параметров источника осложнено тем, что исходными данными являются измеренные колебания вблизи дневной поверхности на значительном, как правило, удалении от эпицентра. Волновые формы записи землетрясения зависят от свойств источника излучения, среды распространения сейсмических волн и локальных условий в районе станции-приёмника [Bormann, 2012]. Следовательно, надёжность определения параметров очага зависит от точности моделирования потерь сейсмической энергии в среде и приповерхностных локальных эффектов. Среду

можно рассматривать как преобразователь очагового излучения [Экспериментальные ..., 1981], своего рода фильтр, который с увеличением расстояния сильнее подавляет короткопериодные колебания, по сравнению с низкочастотными [Кондратьев, 1976]. Общие потери сейсмической энергии в среде включают упругие эффекты геометрического расхождения и рассеяния, связанные с перераспределением сейсмической энергии, и неупругое поглощение, т.е. собственные потери.

На случайных неоднородностях литосферы возникают многочисленные нерегулярные волны, которые, накладываясь на очаговое излучение, превращают исходный сигнал в продолжительный колебательный процесс. Именно с механизмом рассеяния поперечных волн связано формирование коды [Aki, 1969]. Из-за

многократного осреднения на неоднородно-стях в объёме среды, кода, в отличие от прямых волн, практически нечувствительна к влиянию диаграммы направленности очагового излучения [Aki, Chouet, 1975]. В фиксированных частотных диапазонах огибающей коды региональных землетрясений свойственна стабильность спада её амплитуд во временной области [Экспериментальные ..., 1981]. Благодаря этому свойству, анализ кода-волн стал популярным инструментом статистического изучения параметров среды [Aki, Chouet, 1975; Abubakirov, Gusev, 1990; Mitchell et al., 2008]. При этом важную информацию дают методы, позволяющие отдельно оценить рассеяние на неоднородностях литосферы и её поглощающие свойства.

Для прогноза сейсмической опасности важно учитывать эффект рассеяния, заключающийся в увеличении общей продолжительности колебаний при снижении пиковых амплитуд [Boore, 2003], т.к. в силу закона сохранения энергии происходит её перераспределение в пространстве [Sato et al., 2012]. Известно также, что влияние неупругого поглощения заключается в потере энергии при распространении сейсмических волн в среде, т.е. с увеличением расстояния, и, соответственно, времени пробега [Bormann, 2012]. Оценить вклад отдельных компонент в общее затухание позволяет анализ волновых форм во временной области, а именно продолжительной части записи землетрясения, огибающей коды. Экспоненциальное поглощение приводит к убыванию амплитуд кода-волн, при этом наклон огибающей даёт количественную оценку собственных потерь. Характеристикой интенсивности рассеяния является соотношение энергии нерассеянных (прямых) волн и коды, т.к. многократно рассеянная на неод-нородностях среды энергия будет наблюдаться на сейсмограмме позднее основных цугов поперечных волн, рассеянных на малые углы [Gusev, Guseva, 2016].

Впервые анализ огибающей коды для оценки компонент затухания использовался в методе кратных окон (Multiple Lapse Time Window Analysis, MLTWA) [Fehleret al., 1992]. Позднее для моделирования многократного рассеяния сейсмической энергии было адаптировано решение теории переноса излучения, изначально разработанное для электромагнитных волн [Margerin et al., 2000; Sato et al., 2012]. Для оценки отдельных компонент затухания и величины сейсмического момента в работе [Sens-Schönfelder, Wegler, 2006] была предложена модель инверсии огибающей коды. В данной работе используется

модифицированный метод инверсии [Eulenfeld, Wegler, 2016], алгоритм которого реализован в свободно распространяемом программном пакете Qopen [Separation ..., 2024].

Метод основан на моделировании энергии прямой волны и огибающей коды функцией Грина для случая многократного изотропного рассеяния в трёхмерном полупространстве, однородном по поглощению. Несмотря на то, что в реальных средах эти предположения могут не выполняться, результат моделирования [Gaebler et al., 2015] показал сопоставимость оценок для среды изотропного рассеяния с полученными на основе более сложного моделирования упругой теории переноса излучения в условиях анизотропного рассеяния. Также в работе [Heller et al.,

2022] показано, что гипотеза об изотропном рассеянии выполняется в упругом полупространстве, но изотропия систематически нарушается, и соотношение энергии смещается от продольных волн в пользу поперечных волн, поляризованных в вертикальной плоскости. Тем не менее, метод позволяет получить физически обоснованный результат благодаря тому, что форма анализируемой огибающей напрямую зависит от свойств рассеивающей среды. Метод инверсии огибающей коды использовался для оценки величин поглощения и рассеяния сейсмических волн для различных регионов [Gaebler et al., 2015; Eulenfeld, Wegler, 2016; 2017; Izgi et al., 2020; Eulenfeld et al., 2023].

В отличие от подхода [Mayeda et al., 2003], в котором параметры источника оцениваются с помощью эталонных событий, сейсмические моменты которых известны, и метода кратных окон (MLTWA), метод инверсии по умолчанию не использует нормировку к коде, позволяя дополнительно оценить очаговый спектр смещения и эффекты локального усиления в районе станции. Величину скалярного сейсмического момента, определяемого низкочастотным уровнем очагового спектра и связанного с физическими свойствами очага [Aki, Richards, 1980], можно преобразовать в оценку моментной магнитуды Mw [Hanks, Kanamori, 1979]. Метод инверсии огибающей использовался для расчёта моментных магнитуд и очаговых параметров для различных в тектоническом отношении регионов: области Восточно-Анатолийской зоны разломов [Eken, 2019], Западной Богемии [Eulenfeld et al., 2021], небольшой части территории Финского залива, Балтийского щита [Eulenfeld et al.,

2023], где в детальном масштабе анализировались землетрясения с локальными магнитудами от 0 до 1.8.

На территории Байкальской рифтовой зоны сейсмологические наблюдения проводятся разреженной сетью наблюдений, расстояние между соседними станциями в среднем составляет около 100 км [Кобелева и др., 2022]. В центральной части рифта действует более уплотнённая сеть пунктов наблюдения. За последние два столетия в этой области произошло около двадцати сильнейших землетрясений, в т.ч. несколько катастрофических. Наиболее сильными землетрясениями, локализованными в районе, прилегающем к Селенгинской депрессии, являются максимальное по магнитуде Цаганское землетрясение 12 января 1862 г. (MLH=7.5) [Новый каталог ..., 1977], в результате которого произошло опускание тектонического блока земной коры и образование залива Провал, и Средне-байкальское 29 августа 1959 г. (MLH=6.8) [Соло-ненко, Тресков, 1960]. Землетрясение, произошедшее 9 декабря 2020 г. (М^=5.5), получившее название Кударинского [Tubanov г1 а1., 2022], стало сильнейшим в этой части рифтовой зоны за последние 60 лет.

В данной работе исследуются параметры поглощения и рассеяния сейсмических волн землетрясений, локализованных в районе Селенгинской депрессии. Свойства затухания используются для оценки величины скалярного сейсмического момента и моментных магни-туд землетрясений исследуемой территории. Для инверсии используются в том числе записи слабых и умеренных землетрясений, регистрируемых с хорошим соотношением сигнал/шум только на локальных расстояниях. Чтобы результат обработки был сравним с оценками, полученными другими авторами, подробно описываются используемые данные, методика и схема работы алгоритма инверсии огибающей.

Используемые данные

Для обработки использовались записи локальных землетрясений, зарегистрированные за период 2019—2022 гг. двумя станциям Бурятского филиала ФИЦ ЕГС РАН («Хурамша» (HRMR)

и «Улан-Удэ» (UUDB)) и станцией Байкальского филиала «Тырган» (TRG) (таблица, рис. 1). На всех пунктах наблюдений установлены широкополосные сейсмометры, частота дискретизации записей составляет 100 Гц. Вследствие разного времени начала работы аппаратуры, набор данных для каждой станции различен. На станции «Хурамша» в феврале 2019 г. был установлен трёхканальный регистратор Nanometrics Centaur, работающий вместе с 30-секундным сейсмометром Guralp CMG-40T. Комплект оборудования Nanometrics развёрнут на станции «Улан-Удэ» в мае 2019 г., для станции «Тырган» имелись данные непрерывной регистрации, начиная со второй половины 2020 года. Для всех пунктов наблюдений имелся исходный материал для обработки за период с декабря 2020 г., когда регистрировались афтершоки Кударинско-го землетрясения 2020 г. [Tubanov et al., 2022], составившие значительную часть использованного каталога.

Для подготовки входных данных алгоритма инверсии использовались результаты сводной обработки Байкальского филиала ФИЦ ЕГС РАН, содержащие информацию о времени и координатах очагов, рассчитанный энергетический класс, в том числе результат его определения по каждой станции, а также время вступлений прямых волн для каждой станции, зарегистрировавшей землетрясение.

Используемый каталог включал 84 землетрясения в области, прилегающей к Селенгин-ской депрессии, ограниченной координатами 106.1-107.0°N, 52.0—52.5°E (рис. 1а). Всего обработаны 152 записи землетрясений по трём станциям: наибольшее количество волновых форм получено по станции HRMR — 74, по материалам наблюдений UUDB отобрано 47 сейсмограмм, TRG — 31. Пункт наблюдения «Тырган» расположен ближе к очагам землетрясений, минимальное эпицентральное расстояние для этой станции составило около 40 км, максимальное эпицентральное удаление около 120 км — для станции «Улан-Удэ». Для ограниченного

Таблица. Сейсмические станции, данные которых использованы в обработке

Станция Код Координаты Аппаратура

j, °N X, °E Регистратор Сейсмометр

Хурамша HRMR 51.63 106.96 Centaur-3 CMG-40T

Тырган TRG 52.76 106.34 Centaur-3 TC120-SV1

Улан-Удэ UUDB 51.87 107.66 Centaur-3 TC120-SV1

53°N

52°N

51 °N

Л сейсмостанции о землетрясения

ML 2-3 ' (Кр 7.5-9.4) ML 3-4

* (Кр 7.5-11.2) _ ML 4-5

* (Кр 11.3-13) ML > 5

•(Кр>13)

Улан-Удэ

104°Е 105°Е

106°Е

107°Е

108°Е

109°Е

4.00

V., км/с

3.75-

3.50

3.25

3.00-

2.75-

2.50

И ! 1 1 ........1............

1 »- - 1 KJ 1 1 ¿ЙД. шД

to» .flp ЬЕ ■■ * -

-J? - ..........".....lit:..................... 1 1 1

: 1 ■ 1. ..........■.....1 ..................... 1 1

........1 • HRMR ■ TRG a UUDB

: ! 1 1 1

50 100 150

Гипоцентральное расстояние, км

Рис.

1: а — схема расположения сейсмических станций и эпицентров землетрясений за 2019—2022 гг., красным цветом выделены использованные в расчёте очаги землетрясений; б — скорость прямой поперечной волны в зависимости от гипоцентрального расстояния для трёх использованных станций, показан диапазон расстояний (пунктирными линиями) и величина средней скорости ¿-волн, использованная в расчёте

диапазона эпицентральных расстояний, используемых в работе, рассматривается только энергия прямых ¿£-волн, рассеянная в верхней части литосферы [КеппеМ, 2009].

Основной оценкой энергии землетрясения в региональных каталогах Прибайкалья и Забайкалья в настоящий момент является энергетический класс по Т.Г. Раутиан (Кр) [Раутиан, 1960]. Величина Кр определяется при детальной обработке Байкальским филиалом ФИЦ ЕГС РАН с точностью 0.2 единицы, однако её использование затрудняет сопоставление каталогов землетрясений, полученных для разных регионов [Петрова, Курова, 2023]. В данной работе в качестве эталонных использовались магнитуды, полученные пересчётом из величины энергетического класса Кр по формуле Т.Г. Раутиан [Раутиан, 1960; Rautian et а1., 2007]:

М=(КР-4)/1.8, К<14.

(1)

Поскольку эта оценка ближе к локальной магнитуде, для М<5 [Петрова, Курова, 2023] использовалось обозначение ML для магнитуды, пересчитанной из величины Кр. Для обработки использовались землетрясения с энергетическим классом, начиная с Кр>7.5, что соответствует минимальной магнитуде ML в каталоге 1.9. Максимальная магнитуда Кударинского землетрясения (М=5.5) [Tubanov et а1., 2022], соответствует энергетическому классу Кр=14.

Следует отметить качество исходных данных, использованных в обработке. На всех трёх станциях установлена аппаратура с низким уровнем собственного шума, высокой точностью временной привязки и большим динамическим диапазоном (таблица). Для проверки на идентичность и сравнения записей на сейсмостанции «Хурамша» в июле 2020 г. устанавливался комплект оборудования Nanometrics (120-секунд-ный сейсмометр Trillium Compact с регистратором Centaur-3). По записям сильных землетрясений, зарегистрированных на телесейсмических расстояниях, методом сравнения с эталоном [Pavlis, Vernon, 1994] была рассчитана общая чувствительность сейсмометрических каналов и амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) 30-секундного сейсмометра Guralp CMG-40T с погрешностью не более 3—5%.

Перед обработкой проводилась предварительная отбраковка записей, в которых наблюдались наложения на шлейфовую часть сейсмограммы сигнала от другого землетрясения, либо помех. В процессе обработки дополнительно проверялось искажение сигнала в высокочастотной области с помощью визуального анализа отфильтрованных волновых форм на графических файлах программы обработки. Кроме того, из расчёта параметров затухания удалялись записи, произошедшие на фоне коды сильных землетрясений, например, через 5 мин после основного толчка Кударинского землетрясения,

и через 10 мин после его сильнейшего афтершока 10 декабря в 14:20:02.

Расчёты проводились в частотных полосах, использовался фильтр Баттерворта 4-й степени с нулевым фазовым сдвигом. Фильтрация исходного сигнала проводилась в октавных диапазонах с перекрытием 50%, для обработки использовались центральные частоты 0.53, 0.75, 1, 1.5, 2.1, 3.0, 4.2, 6.0, 8.5, 12, 17, 24 и 34 Гц. Перед процедурой фильтрации вносилась полная поправка на АЧХ сейсмометрических каналов, а не только на общую чувствительность регистрирующего тракта. При этом полезный сигнал, т.е. истинные амплитуды скорости смещения, восстанавливались в полосе от 10 с до 40 Гц.

Метод инверсии огибающей сейсмической коды

В этом разделе рассматриваются основные аспекты работы алгоритма, необходимые для практического применения метода инверсии огибающей. Более подробное изложение адаптации теории переноса излучения для рассеяния сейсмической энергии и деталей реализации алгоритма приведено в работах [Sens-Schonfelder, Wegler, 2006; Eulenfeld, Wegler, 2016; Eulenfeld, Wegler, 2017; Eulenfeld et al., 2021; Eulenfeld et al., 2023].

Решение обратной геофизической задачи — инверсии, — заключается в моделировании свойств среды на основе данных сейсмических наблюдений рассеянного волнового поля. Суть алгоритма заключается в минимизации невязки между теоретической и наблюдаемой на сейсмограмме плотностью энергии огибающей в фиксированных частотных диапазонах. Для обработки используется участок записи начиная от времени вступления поперечной волны. Теория переноса излучения не позволяет моделировать полную волновую форму сигнала. Вместо этого энергия, рассеянная на малые углы, оценивается как среднее значение в окне обработки прямой волны, за которым следует анализируемый участок кода-волн, для которого моделируется спад энергии огибающей.

Для получения наблюдаемой огибающей используются каналы скорости смещения vc и их Гильберт-преобразование H(vc) [Sato et al., 2012]. Из-за постоянной разности фаз ±п/2 между спектральными составляющими исходного сигнала и его преобразованием Гильберта, полученная огибающая представляет собой касательную к максимумам исходного сигнала. Наблюдаемая энергия Енаб вычисляется [Eulenfeld, Wegler, 2016]

в частотном диапазоне с шириной полосы пропускания в зависимости от степени фильтра Д£ для средней плотности пород р0 и коэффициента свободной поверхности С:

Енаб (t, Г) =

Po SL(VC (f, r )2 + H (V c (t, r )2)) 2C -Af

(2)

Поскольку кода-волны рассеяны в разных направлениях на случайных неоднородностях между источником и приёмником, нет принципиальной разницы между используемыми каналами [Havskov et al., 2016]. Алгоритм позволяет выбрать для обработки произвольный канал сейсмической записи, однако для стабильности огибающей в данной работе использовались все три ортогональные компоненты.

Теоретическая огибающая моделирует плотность энергии на гипоцентральном расстоянии r от точечного источника излучения W (единица измерения Дж/Гц) с учётом величины локального усиления приёмника R, функции Грина нескольких переменных G и экспоненциального затухания во временной области t, зависящего от коэффициента поглощения b (единица измерения с-1) [Sens-Schonfelder, Wegler, 2006]. Наблюдаемая огибающая Енаб сравнивается с моделируемой энергией Емод, которая помимо коэффициента рассеяния g (единица измерения км-1), учитывает также величину геометрического расхождения на расстоянии r:

EMJt,r)=W-R-G(t,r,g)-e-

(3)

Результат подбора энергии группы S-волн и теоретической огибающей коды к наблюдаемой в частотном диапазоне 2-4 Гц для землетрясения с ML=3.7 на станциях «Хурамша» (HRMR) и «Улан-Удэ» (UUDB) на гипоцентральных расстояниях соответственно 100 и 115 км, показан на рис. 2.

Рассчитываемые значения коэффициентов поглощения b и рассеяния g пропорциональны величинам затухания вследствие собственного поглощения (öi-1), и рассеяния на неоднородностях среды (QSc-1). Сумма отдельных компонент характеризует общие потери сейсмической энергии (QT-1) в среде, так же как величина средней скорости поперечных волн v0 характеризует её интегральные кинематические характеристики:

öi-1 , ÖSc1 = f^, ÖT-1 = öf1 + ÖSc1. (4) 2nf 2nf

В результате инверсии для каждого частотного диапазона вычисляются коэффициенты затухания, при этом сначала определяется значение

Энергия, Дж/лЛГц Энергия, Дж/лЛГц

Рис. 2. Пример наблюдаемой (синий цвет) и моделируемой теоретической (красный) огибающей коды и энергии ¿-волны (точка соответствующего цвета) в частотном диапазоне 2^4 Гц для записей землетрясения 16 декабря 2020 г. (17:43:40) на станциях: а — «Хурамша»; б — «Улан-Удэ».

В правом верхнем углу показаны идентификаторы события и станции (код сети В1), гипоцентральное расстояние г в км

коэффициента рассеяния из соотношения между энергией ¿-волны и коды ^аеЫег а1., 2015], а наклон огибающей, т.е. скорость спада энергии кода-волн во временной области, зависит от коэффициента поглощения. Далее рассчитывается плотность энергии спектрального источника и относительное локальное усиление. Рассчитываемые значения коэффициентов затухания определяют форму теоретической огибающей, а параметры энергии в очаге и усиление приёмника — её амплитудный уровень.

Инверсия огибающей по записям землетрясений из каталога обработки проводилась двумя способами. Отдельно выполнялась станционная инверсия, когда для всего каталога использовались записи только одной станции, и совместная по нескольким станциям, когда одно и то же землетрясение записали хотя бы две станции. Каждый способ расчёта выполнялся итеративно, в несколько шагов.

На первом шаге расчёта в любом виде инверсии (станционная или совместная) определяется среднее затухание в среде. Для каждого частотного диапазона вычисляются робастные значения коэффициентов поглощения и рассеяния, не учитывающие измерения, отстоящие от среднего более, чем на 5ст. Аналогично подходу \Eulenfeld е1 а1., 2021], для расчёта параметров затухания на первом шаге использовались только землетрясения с магнитудами от 2.5, как генерирующие коду достаточной длительности, и соотношением сигнал/шум. На первом шаге инверсии не

выполнялась также обработка событий с магнитудами выше 4.5, поскольку на локальных расстояниях для них может не выполняться предположение о точечном источнике. Тем не менее, полученные коэффициенты затухания в дальнейшем применялись для расчёта очаговых параметров для всего каталога, включающего землетрясения с магнитудами в диапазоне 1.9—5.5.

При совместном расчёте по нескольким станциям на втором этапе расчёта вычислялось частотно-зависимое усиление приёмника, которое, как правило, не зависит от расстояния, кроме случая сильных движений, при которых важна длительность колебаний [Pavlenko, 2020]. На этом шаге, для минимизации неопределённости соотношения между величиной энергии источника и локальным усилением, для станции «Улан-Удэ» (UUDB), установленной на скальных породах с минимальным усилением, аналогично подходу [Pavlenko, Tubanov, 2017] использовалось значение, равное 1.0 во всех частотных диапазонах. Усиление для остальных станций, использованных при совместной инверсии, вычислялось относительно опорной станции UUDB.

Полученные для каждого частотного диапазона значения локального усиления и коэффициенты затухания на третьем шаге применялись для оценки скалярного сейсмического момента M0, определяемого низкочастотным уровнем очагового спектра смещения йМ(/), который рассчитывается по формуле [Sato et al., 2012]:

®M (f) =

5p0v50W

2nf2

(5)

Величина сейсмического момента M0 определяет значение моментной магнитуды Mw [Hanks, Kanamori, 1979]:

Mw=2/3-lgM-6.07.

(6)

В расчётах использовались значение плотности в районе очага р0, равное 2700 кг/м3 [Ризни-ченко, 1985], и величина коэффициента свободной поверхности С=4 [Emoto et al., 2010]. При этом принималось во внимание, что сейсмометры на станциях обработки расположены на заглублении менее первых метров. Среднее значение скорости поперечной волны v0 взято равным 3500 м/с, как медианное значение для землетрясений на используемых эпицентральных расстояниях.

Значительно влияет на результат обработки выбор длины анализируемого участка прямых волн и коды. В работе ^теу, Guseva, 2016] для расчёта спектра поперечной волны использовалась длительность записи, равная четверти времени пробега ¿-волны. В таком случае для максимального эпицентрального расстояния 120 км при скорости 3.5 км/с длительность окна поперечной волны составит 8.57 с. Другой подход определяет конец группы ¿-волн по достижению

уровня амплитуды до 1/3 от пикового значения [Пустовитенко, Калинюк, 2019]. Для исходного набора данных по трём станциям определены длительность группы ¿-волны и время спада энергии кода-волн в энергетических единицах согласно методике обработки, используемой алгоритмом инверсии [Eulenfeld, Wegler, 2016]. Использовалось преобразование исходной трёх-компонентной записи, отфильтрованной в диапазоне 0.1—40 Гц, в единицы энергии. Фоновый шум рассчитывался в окне длительностью 5 с до вступления продольной волны. Для всех используемых в расчёте пар «станция-землетрясение» находился максимум после вступления поперечной волны и измерялся интервал времени спада энергии до 1/3 от пикового значения (рис. 3). Продолжительность коды измерялась по достижению огибающей, сглаженной в окне 1 с, значения, в три раза превышающего фоновый уровень. Надо отметить, что величина шума могла изменяться более чем на порядок из-за влияния случайных и детерминированных микросейсмических колебаний [Беседина и др., 2024], из-за чего был получен значительный разброс оценок длительности (рис. 3б). Чтобы избежать влияния вариаций микросейсм на энергию огибающей коды слабых землетрясений, в дальнейшем не выполнялось вычитание квадрата амплитуд фонового шума из отфильтрованного сигнала.

Энергия, Дж1мЧГц

50 ' ' ' ' 100 Время относительно Г0, с

Длительность коды, с

3 4

Магнитуда ML

Рис. 3: а — пример определения длительности колебаний в группе поперечных волн и коде по записи землетрясения 2 февраля 2020 г. (22:14:44) с ML=2.8, зарегистрированного на расстоянии 87 км от станции «Улан-Удэ». Пунктирной вертикальной линией отмечено время достижения сглаженной огибающей коды трёх величин сигнал/шум. Красными точками на графике показан максимум ¿-волны и 1/3 от его уровня; б — общая длительность колебаний в коде, начиная от времени вступления ¿-волны, в зависимости от локальной магнитуды для трёх станций обработки

Максимальная длительность колебаний в группе поперечных волн была получена для станции «Улан-Удэ» (UUDB) и составила около 9 с. Для станции «Хурамша» (HRMR) продолжительность составила до 7.5 с, т.е. эти данные уже указывают на несколько большее рассеяние энергии в среде на пути до UUDB, чем для HRMR. Поскольку окно прямых ¿-волн для анализируемых записей должно включать всю энергию, рассеянную на малые углы, в дальнейшем использовалась его длительность равная 9 с.

Аналогично оценивалась продолжительность колебаний кода-волн. Максимальная длительность спада сейсмической энергии сглаженной огибающей наблюдалась для станции «Тырган». Несмотря на значительный разброс оценок длительности, можно сделать вывод, что на записях землетрясений с ML>3 (Хр>9.5) кода-волны регистрируются больше минуты после вступления ¿-волны [Тубанов и др., 2021]. С учётом того, что каталог обработки в основном состоял из более слабых землетрясений, длительность записи была ограничена 60 с, соответственно 9 с для прямой ¿-волны, и 51 с — для коды.

Важно, чтобы анализируемые участки записи соответствовали одной и той же «ветви» огибающей коды [Экспериментальные ..., 1981], поэтому ограничивалась также и минимальная длина окна кода-волн. Сравнение метода кратных окон (MLTWA) с инверсией огибающей [van Laaten et al., 2022] показало сходимость результатов при длительности коды не менее 20 с. В соответствии с методикой анализа спада амплитуд кода-волн [Havskov et al., 2016], при обработке использовалось ограничение на длину коды, которая должна была составлять не менее 30 с при соотношении сигнал/шум (SNR) более 3 в каждом частотном диапазоне. В результате для обработки использовались сейсмограммы общей продолжительностью 2 мин. (120 с), что на используемых эпицен-тральных расстояниях является достаточным для инверсии записи длительностью 60 с, начиная от вступления ¿-волны, с запасом 20 с до времени в очаге для анализа уровня шума.

Обсуждение результатов

Затухание

Для корректной оценки сейсмического момента источника важным является точный учёт потерь сейсмический энергии с расстоянием в пределах используемых трасс «источник—приёмник». Как уже отмечалось, для оценки затухания использовались землетрясения с M>2.5, из-за чего количество обработанных

сейсмограмм составило около 15—25 шт. для каждой станции. Отдельные измерения были отбракованы, например, записи, зарегистрированные на фоне коды сильного землетрясения, или искажённые помехами. После отбраковки для каждого частотного диапазона пересчиты-вались робастное среднее и ошибка измерения. Надо отметить меньшее количество измерений на частотах до 1 Гц. Например, на частоте 0.53 Гц для станции «Хурамша» получено всего шесть измерений по записям землетрясений с магни-тудой от 3.2, для которых имелось достаточное соотношение сигнал/шум.

На рис. 4 приведены абсолютные величины рассеяния на неоднородностях б8с-1 и поглощения Qi-1, рассчитанные по каждой из трёх станций отдельно, и в результате совместной обработки.

Разброс отдельных измерений затухания вследствие поглощения Qi-1 (рис. 4б) по всем станциям получен значительно меньшим, по сравнению с величиной рассеяния на неоднородностях (рис. 4а). С минимальной ошибкой измерения поглощение получено для диапазона коротких периодов, частоты выше 1 Гц. Также с увеличением частоты наблюдалось уменьшение ошибки инверсии, т.е. разности между моделируемой и наблюдаемой огибающей. Отчасти это связано с процедурой сглаживания огибающей в окне 1 с, с другой стороны, именно на частотах около 1 Гц лучше проявляются неоднородности свойств затухания в литосфере \Копни-чев, 1985]. Согласно \Havskov, ОйетоПег, 2010], затухание зависит от частоты только для диапазона коротких периодов меньше 1 с. Поэтому для минимальной частоты 0.53 Гц, где имелось небольшое количество измерений, в дальнейшем использовались величины коэффициентов затухания, полученные для центральной частоты 0.75 Гц (диапазон 0.5—1 Гц). Тем самым выполняется предположение о постоянном значении добротности и его независимости от частоты в частотном диапазоне до 1 Гц.

Сравнение абсолютных величин компонент затухания, полученных по каждой станции в отдельности, с результатом совместной инверсии, приведено на рис. 5. Затухание, определяемое одновременно по нескольким станциям, ожидаемо является средним между станционными оценками.

Наибольший разброс станционных оценок затухания получен для рассеяния на неоднородностях среды. Так, для станции «Тырган» рассеяние максимально на частотах до 2 Гц, в то время как на высоких частотах результат для

«Улан-Удэ» на 30—50% превышает среднюю ции в пределах 5%. Однако на низких частотах

оценку, полученную путём совместной инвер- выделяется более сильное поглощение для стан-

сии. Поглощение в диапазоне частот выше 2 Гц ции «Тырган», на частоте 1 Гц оно отличается от

для всех станций получено одинаковым, вариа- межстанционной оценки на 30%.

Ю1-

1010

ъД° 105-1

"¡¡~| «Хурамша»

(ННМН)

—й

ад

. 1.0 э

о

0.5

0

0.0

и

20-

0.5 1 10 20

Частота, Гц

«Тырган» (ГКБ)

«Улан-Удэ» (ииОВ)

Совместная инверсия

........^......

* ® о: а® *

Ре"

Ет о

о 9 • ж 8 К

5-г

* ? ♦ ♦ 1.

-1-1-:

0.5 1 10 20

Частота, Гц

0.5 1 10 20

Частота, Гц

0.5 1 10 20

Частота, Гц

Рис. 4. Отдельные измерения (серые точки) и средние величины с ошибкой измерения (чёрная точка) компонент затухания для станций «Хурамша», «Тырган», «Улан-Удэ», и результат совместной инверсии: а — рассеяния на неоднородностях б8с-1; б — поглощения 0.-1; в — ошибка инверсии; г — количество измерений на каждой частоте.

Красным цветом на графиках показаны измерения, не включённые в итоговый расчёт

10"1

Рассеяние,

Поглощение, О^1

Суммарное затухание,

10~!

10

10"

и —— Н1Ш —— —— идов -- совместная инверсия

10° 101 Частота, Гц

10° 101 Частота, Гц

□ —— ННМН —■— Т1«3 —— идов -- совместная инверсия

10° 101 Частота, Гц

Рис. 5. Рассчитанные величины компонент затухания для трёх станций, и результат совместной инверсии: а — рассеяния QSc-1; б — поглощения Qi-1; в — суммарного затухания QТ-1

В общем затухании преобладает собственное поглощение Qi-1, вклад которого варьирует от 75% для станции «Хурамша» до 60—65% от общих потерь для TRG и UUDB в диапазоне частот выше 1 Гц. Следовательно, среднее суммарное затухание, полученное для всех станций в диапазоне

1—34 Гц, отличается от станционной оценки для UUDB, где получено максимальное рассеяние QSc-1, на величину не более 15%, что можно считать приемлемым результатом. Полученная при совместной инверсии величина сейсмического альбедо B0=QSc-1/Q,Iг1, демонстрирующего вклад рассеяния в общие потери энергии QT-1, составила 0.33. Таким образом, в среднем 2/3 затухания обусловлено поглощением, одна треть — рассеянием на неоднородностях среды.

Рассчитанная добротность (величина, обратная суммарному затуханию) аппроксимируется зависимостью вида QT=137f0■75. Это значительно отличается от использованного для Центрального Байкала в работе [Pavlenko, Tubanov, 2017] выражения Q=80f0■7, где дополнительно вводилась фиксированная величина геометрического расхождения. В отличие от других подходов, метод инверсии включает расхождение, как упругий эффект, в величину рассеяния. Отметим, что на следующих этапах расчёта задавалось значение коэффициентов поглощения и рассеяния на каждой частоте, т.к. аппроксимация степенной зависимостью увеличивает ошибку определения затухания на отдельных частотах до 30%.

Сайт-эффект

Относительное локальное усиление было получено при совместной инверсии записей нескольких станций с введением поправки на фиксированное затухание. Расчёт выполнялся для землетрясений, по которым были записи хотя бы на двух пунктах наблюдения. Результат определения среднего значения усиления по каждой станции приведён на рис. 6.

Для станции «Улан-Удэ» локальное усиление фиксировалось на уровне около 1.0 для всего диапазона частот. Систематическое завышение станционных оценок магнитуды (энергетического класса), получаемых для станции «Хурамша» при рутинной обработке региональных землетрясений, связано с локальным усилением колебаний, максимально проявляющимся на частотах 4—8 Гц. Ослабление колебаний на низких частотах для пункта наблюдения «Тырган» можно объяснить недооценкой затухания в диапазоне

2—3 Гц, где для станции было получено высокое рассеяние и поглощение по сравнению с межстанционными оценками (рис. 5). Значительное

усиление колебаний на частотах выше 10—12 Гц требует объяснения. В предыдущих исследованиях усиления колебаний в частотном диапазоне до 20 Гц для станции «Тырган» не было обнаружено [Drennov et а1., 2011]. В то же время при сильнейшем за последние десятилетия Култук-ском землетрясении 2008 г. [Чечельницкий и др., 2023] и Быстринском землетрясении 2020 г. в Южном Прибайкалье [\Gileva et а1., 2021] в этом пункте наблюдений было зарегистрировано аномально высокое значение пикового ускорения грунта с максимальными частотами колебаний в спектре ускорений около 12 Гц. Таким образом, оценка локальных эффектов для TRG нуждается в уточнении. В дальнейшем использовались рассчитанные средние значения локального усиления по каждой станции для оценки очаговых параметров землетрясений.

0> с

S

о >t Ш

о

X

л с ¡2 S о

0

1

н

о

ю1-

10°,

10-4

(-О- HRMR —О— TRG [-О- UUDB уг. 8 „

Т 1 V Т Т f Т |\i i Д ° 0 tili

i II IM! Nl!

10°

ю1

Частота, Гц

Рис. 6. Отдельные измерения (точки соответствующего цвета) и среднее значение локального усиления с ошибкой определения на каждой частоте, рассчитанное для станций «Улан-Удэ» (UUDB), «Хурамша» (HRMR) и «Тырган» (TRG)

Параметры очагов

Далее в работе используется затухание, учитывающее больший вклад рассеяния в области низких частот, и рассчитанное локальное усиление для станций, используемых в обработке, для оценки параметров очагов. Традиционный подход оценки очаговых параметров [Abercrombie, 1995], таких как угловая частота, скалярный сейсмический момент и спад высокочастотной части спектра, выполняющийся путём подбора станционных спектров смещения, использует предположение о частотно-независимом постоянном затухании и модель с фиксированным уровнем спада высоких частот, n=2 [Brune, 1970]. Однако использование модели омега-квадрата может искажать оценку сейсмического момента

слабых землетрясений \Eulenfeld, Wegler, 2016]. Для аппроксимации модели очагового спектра не использовалось предположений ни об уровне спада высокочастотной части спектра, ни о резкости перехода его плато в область выше угловой частоты. Очаговый спектр смещения, и, соответственно, сейсмический момент рассчитывались для записи землетрясения, если имелись измерения уровня спектральной энергии очага как минимум для четырёх частотных диапазонов. На рис. 7 приведён пример расчёта очагового спектра смещения для одного из афтершоков Кударинского землетрясения с ML=3.7, произошедшего 16 декабря 2020 г., без учёта локального усиления (рис. 7а), и результат с введённой поправкой на сайт-эффект (рис. 7б).

Рассчитанный по записи станции «Хурам-ша» очаговый спектр без учёта локального усиления в районе станции (рис. 7а) завышен относительно результата совместной инверсии во всех частотных диапазонах. Введение поправки на локальное усиление (рис. 7б) позволяет приблизить оценку сейсмического момента к среднему между станциями. Аналогично для станции «Тырган», без поправки на станционные условия, наблюдается занижение низкочастотной области и явное завышение спектра на частотах выше 3 Гц (рис. 7а), устраняемое введением поправки на локаль-

ное усиление. Для UUDB локальное усиление было постоянным, и очаговый спектр хорошо совпадает с результатом совместной инверсии. Однако результат, полученный в результате совместной инверсии по записям нескольких станций, будет более надёжным, поскольку в расчёте используется не только кода, для которой влиянием диаграммы направленности излучения можно пренебречь, но и запись группы поперечных волн, на которые в полной мере влияет этот эффект.

На рис. 8 показаны полученные в результате совместной инверсии моментные маг-нитуды землетрясений в диапазоне 1.9—5.5, а также станционные энергетические оценки с введёнными поправками на «станционное» затухание и локальное усиление, рассчитанными при совместной инверсии. Для результата совместной инверсии было получено соотношение между моментной магнитудой и магнитудой, пересчитанной по формуле [Раутиан, 1960] из величины энергетического класса Кр, вида:

М^=0.41+0.923-М1.

(7)

Для обратного пересчёта моментной магниту-ды Mw в величину энергетического класса, соответственно, можно получить выражение:

Кр=3.2+1.949-Мм>.

(8)

Рис. 7. Пример расчёта очагового спектра в результате совместной инверсии записей землетрясения 16 декабря 2020 г. (17:43:40) по трём станциям (красная линия), и станционный расчёт: а — без коррекции на локальные условия приёмника; б — с коррекцией на рассчитанный при совместной инверсии сайт-эффект (вверху показан рассчитанный при совместной инверсии сейсмический момент, магнитуда Мц>, угловая частота/с, резкость перехода плато спектра к области высоких частот у и ошибка инверсии в лог. ед.)

6.0

5.5

5.0

5 4.5 g

| 4.0 я

^ 3.5

S 3.0

Энернетический класс К?

9 10 И 12 13

14

X HRMR

□ TRG

о UUDB

• совместная инверсия

-- Mw=0.41+0.92M

K,=3.2+1.96Mw

1

» , ✓ * * *

/ У *

; ❖ : > ✓ Л у/ *

: х> * / * /

: 1

гЮ1" ■ 10"

2.5- ... щ

2.0- ' ш

151

5 2.0

[Середкина, Гилёва, 2016] К,-5.63+1.54 Mw [Eken, 2019]

[Зверева и др., 2023] Mw=ML+0.16

г10"

гЮ15 Г10"

гЮ13

гЮ12

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 Магнитуда ML

5.5 6.0

Рис. 8. Зависимость между магнитудами ИЬ, рассчитанными из величины энергетического класса Кр, и моментной магнитудой по коде Иw, полученной отдельно для каждой станции и в результате совместной инверсии

Соответствие между рассчитанными Им по коде и величинами ИЬ как для слабых землетрясений с магнитудами менее 3, так и для всего набора данных, позволяет подтвердить, что разность между моментными и локальными магнитудами близка к постоянной \Abubakirov г1 а1., 2018]. Аналогично для землетрясений Северо-Западного Кавказа в диапазоне ИЬ=2.7—4.0 было получено завышение величины моментной магнитуды на 0.16 по сравнению с локальной \Zvereva г1 а1., 2023].

Выпадающее значение Им, полученное при совместной инверсии записей по всем станциям — это оценка магнитуды первого афтершо-ка Кударинского землетрясения, произошедшего 9 декабря 2020 г. в 21:49:57. Рассчитанная Им этого землетрясения составила 3.4, тогда как магнитуда, полученная при пересчёте из величины энергетического класса — 3.7. Станционные оценки Им сильнейшего афтершо-ка Кударинской последовательности 10 декабря в 14:20:02 находятся в пределах 4.9—5.1, а результат совместной инверсии совпадает с магниту-дой, полученной в работе \Tubanov г1 а1., 2022] — Им=5.0.

При станционном расчёте для станции «Хурамша» была получена сильно завышенная энергетическая оценка для события в каталоге, произошедшего 16 августа 2020 г. в 11:56:28,

локализованного на юго-востоке исследуемой территории в асеИсмичноИ области, в 7 км от сеИсмостанции «Фофоново» Бурятского филиала ФИЦ ЕГС РАН. Согласно результатам сводной обработки, его магнитуда при пересчёте из величины энергетического класса, составила 2.2, однако рассчитанная Mw по коде — 3.7. Особенностью этого события является то, что в спектре группы поперечных волн практически отсутствуют колебания с частотами выше 8 Гц, и на более высоких частотах огибающая сигнала ненамного превышает уровень микросеИсмического шума. Как правило, в спектре землетрясений анало-гичноИ магнитуды преобладают более высокие частоты. При этом рассчитанный для этого события коэффициент рассеяния для частот 0.5—1.0 Гц в четыре раза превышает среднее значение, полученное для станции «Хурамша», а коэффициент поглощения в два раза выше станционного. Аномально высокое затухание связано с тем, что источник излучения расположен на поверхности (карьерный взрыв), и колебания от него распространяются в сильно поглощающей среде. Визуально по волновым формам записи на станции «Хурамша» это событие трудноотличимо от тектонического землетрясения, однако инверсия огибающей коды в фиксированных частотных диапазонах позволяет однозначно определить тип сейсмического источника.

Рассчитанные величины моментных магни-туд также сравнивались с оценками для Байкальского региона, полученными по амплитудным спектрам поверхностных волн на телесейсмических расстояниях (рис. 8). Полученная в работе [Середкина, Гилёва, 2016] зависимость для расчёта магнитуды Mw из величины энергетического класса в диапазоне 11.5—14.0, по-видимому, даёт слишком сильное занижение магнитуды слабых землетрясений. Возможно, это связано с недостаточным количеством имеющихся данных в диапазоне магнитуд до 4.5.

По данным Международного сейсмологического центра ISC [International..., 2024], где сведены результаты обработки мировых сейсмологических агентств, для исследуемой территории за 2019—2022 гг. имеются оценки величины сейсмического момента и моментной маг-нитуды только для Кударинского землетрясения 9 декабря 2020 года. Согласно этим данным, его скалярный сейсмический момент составил от 1.83-1017 до 2.19-1017#-м, а оценки Mw -от 5.44 до 5.49 (решение Геологической службы США, NEIC [Earthquake ..., 2024] и Global CMT [CMT catalog ..., 2024] соответственно). Величина момента M0, рассчитанная ФИЦ ЕГС РАН

[Информационное сообщение..., 2020] по спектру продольных волн, составляет 3.84017Нм, что соответствует магнитуде Mw=5.65. Результат, полученный методом инверсии огибающей коды, даёт для землетрясения 9 декабря 2020 г. величину сейсмического момента 2.9-1017 Нм, что соответствует моментной магнитуде 5.57. Надо отметить, что, хотя порядки моментов совпадают, параметры сильных землетрясений, оценённые по поверхностным волнам, могут быть точнее, чем оценки по объёмным волнам региональных станций. В то же время, сведения об очаговых параметрах слабых и умеренных землетрясений можно получить лишь с помощью анализа записей землетрясений, зарегистрированных на локальных расстояниях.

Метод инверсии огибающей коды также использовался для оценки моментных магни-туд в работе [Eken, 2019]. Для области Восточно-Анатолийской зоны разломов была получена зависимость вида Mw=0.7•ML+1.17, т.е. наблюдалось завышение магнитуд слабых землетрясений (рис. 8), в то время как для сильных получено насыщение энергетической оценки. Если верно предположение, что в работе [Eken, 2019] это искажение связано с недостаточно точной оценкой свойств затухания в литосфере региона et al., 2020], то можно утверждать, что в данной работе этого удалось избежать.

В целом, получена согласованность между магнитудой, пересчитанной из величины энергетического класса, и моментной магнитудой по коде. Следовательно, даже упрощённая модель изотропного рассеяния поперечных волн может быть эффективной для оценки сейсмического момента и других параметров очагов землетрясений по огибающей коды. Возможен массовый расчёт энергетических параметров слабых и умеренных землетрясений, а именно магни-туд в диапазоне от 2 до 4—4.5, т.е. сейсмических источников, волновые формы которых невозможно надёжно смоделировать на телесейсмических расстояниях.

Заключение

В работе получены оценки скалярного сейсмического момента и рассчитаны моментные магнитуды землетрясений, зарегистрированных на трёх сейсмических станциях в центральной части Байкальского рифта в течение 2019—2022 гг. Для моделирования рассеяния поперечных волн использовался метод инверсии огибающей сейсмической коды, использующий решение теории переноса излучения в предположении изотроп-

ного рассеяния энергии и точечного источника излучения. Метод позволяет дифференциально оценить параметры очага землетрясения, свойства среды распространения сейсмических волн и локальные эффекты станции-приёмника.

Для используемых времён пробега кода-волн и трасс «источник—приёмник» в пределах исследуемой области были получены абсолютные величины рассеяния на неоднородностях среды, составившей 33% от общего затухания, и собственного поглощения, которое в области коротких периодов определено с минимальной погрешностью. Найденные частотно-зависимые коэффициенты затухания и рассчитанное локальное усиление в районе регистрирующей станции позволили получить оценку очагового спектра смещения, оценить скалярный сейсмический момент источника и моментные маг-нитуды. Для магнитуд в диапазоне 1.9—5.5 получена согласованность между рассчитанной моментной магнитудой по коде Mw и величиной ML, пересчитанной из энергетического класса Кр по Т.Г. Раутиан. Это в дальнейшем даёт возможность массового расчёта энергетических параметров слабых и умеренных землетрясений, т.е. сейсмических источников, волновые формы которых невозможно надёжно смоделировать на телесейсмических расстояниях.

Поскольку исследования выполнены для землетрясений, локализованных в небольшой области в пределах центральной части Байкальского рифта, в дальнейшем требуется уточнение как латеральных вариаций поглощения и рассеяния энергии сейсмических волн, так и зависимости затухания от эпицентрального расстояния. Это позволит использовать метод инверсии огибающей коды для автоматизированного определения параметров очагов региональных землетрясений.

Работа выполнена при поддержке Минобрна-уки России (в рамках государственных заданий № АААА-А21-121011890033-1, № 075-00682-24) с использованием данных, полученных на уникальной научной установке «Сейсмоинфразвуковой комплекс мониторинга арктической криолитозоны и комплекс непрерывного сейсмического мониторинга Российской Федерации, сопредельных территорий и мира» (https://ckp-rf.ru/usu/507436/, http://www.gsras.ru/unu/).

Литература

Беседина А.Н., Тубанов Ц.А., Предеин П.А., Санжи-ева Д.П., Иванченко Г.Н. Особенности микросейсм озера Байкал по данным сети сейсмических станций

// Физика Земли. - 2024. - № 3. - C. 30-50. -DOI: 10.31857/S0002333724030041

Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики Восточно-Европейской платформы / Под ред. Н.В. Шарова, А.А. Маловичко, Ю.К. Щукина. Кн. 2: Микросейсмичность. - Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007.

- 96 с. - EDN: QKGNRR

Информационное сообщение об ощутимом землетрясении в районе озера Байкал 9 декабря 2020 г. // ФИЦ ЕГС РАН [сайт]. - URL: http://mseism. gsras.ru/EqInfo/faces/archive.xhtml (дата обращения 10.01.2024).

Кобелева Е.А, Гилё'ва Н.А., Хамидулина О.А, Радзи-минович Я.Б., Тубанов Ц.А. Результаты сейсмического мониторинга различных регионов России. Прибайкалье и Забайкалье // Землетрясения России в 2020 году. - Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2022.

- С. 45-52. - EDN: CLFOAC

Кондратьев О.К. Отражённые волны в тонкослоистых средах. - М.: Наука, 1976. - 191 с.

Копничев Ю.Ф. Короткопериодные сейсмические волновые поля / Отв. ред. А.В. Николаев. - М.: Наука, 1985. - 176 с. - EDN: YSXBTK

Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времён до 1975 г. / Отв. ред. Н.В. Кондорская, Н.В. Шебалин. - М.: Наука, 1977. - 536 с.

Петрова Н.В., Курова А.Д. Сопоставление систем классификации землетрясений в локальных магни-тудах ML в некоторых регионах Северной Евразии // Российский сейсмологический журнал. - 2023.

- Т. 5, № 2. - С. 61-76. - DOI: 10.35540/26867907.2023.2.05. - EDN: LTIMEJ

Пустовитенко Б.Г., Калинюк И.В. Очаговые параметры землетрясений Крымско-Черноморского региона // Землетрясения Северной Евразии. - Вып. 22 (2013 г.). - Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН, 2019. -С. 299-310. - DOI: 10.35540/1818-6254.2019.22.27.

- EDN: JBOBBE

Раутиан Т.Г. Энергия землетрясений // Методы детального изучения сейсмичности (Тр. ИФЗ АН СССР, № 9(176)). - М.: ИФЗ АН СССР, 1960. -С. 75-114.

Ризниченко Ю.В. Проблемы сейсмологии. Избранные труды. - М.: Наука, 1985. - 408 с.

Середкина А.И, Гилёва Н.А. Зависимость между моментной магнитудой и энергетическим классом для землетрясений Прибайкалья и Забайкалья // Сейсмические приборы. - 2016. - Т. 52, № 2. -С. 29-38. - EDN: WAZAED

Солоненко В.П., Тресков А.А. Среднебайкальское землетрясение 29 августа 1959 года. - Иркутск: Иркутское кн. изд-во, 1960. - 36 с.

Тубанов Ц.А., Предеин П.А., Цыдыпова Л.Р, Сан-жиева Д.П.Д., Радзиминович Н.А, Базаров А.Д. Результаты и перспективы сейсмологических наблюдений в центральной части Байкальского рифта // Российский сейсмологический журнал. — 2021.

- Т. 3, № 4. - С. 38-57. - DOI: 10.35540/26867907.2021.4.03. - EDN: TSNREJ

Чечельницкий В.В, Добрынина А.А., Саньков В.А. Сравнение параметров сейсмических колебаний при Култукском 27.08.2008 г. Mw 6.3, Быстринском 21.09.2010 г. Mw 5.5 и Хубсугульском 11.01.2021 г. Mw 6.8 землетрясениях // Солнечно-земные связи и геодинамика Байкало-Монгольского региона: тезисы докладов XIV Российско-Монгольской Международной конференции / Отв. ред. В.А. Саньков, А.А. Добрынина. - Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2023. - С. 74.

Экспериментальные исследования сейсмической коды / Отв. ред. И.Л. Нерсесов. - М.: Наука, 1981. -142 с. - EDN: TQPOBT

Abercrombie R.E. Earthquake source scaling relationships from -1 to 5 ML using seismograms recorded at 2.5-km depth // Journal of Geophysical Research. -1995. - V. 100, N B12. - P. 24.015-24.036. - DOI: 10.1029/95JB02397

Abubakirov I.R., Gusev A.A. Estimation of scattering properties of lithosphere of Kamchatka based on Monte-Carlo simulation of record envelope of a near earthquake // Physics of the earth and Planetary Interiors. -1990. - V. 64, N 1. - P. 52-67. - DOI: 10.1016/0031-9201(90)90005-1. - EDN: XPJOZJ

Abubakirov I.R., Gusev A.A., Guseva E.M., Pavlov V.M., Skorkina A.A. Mass determination of moment magnitudes Mw and establishing the relationship between Mw and ML for moderate and small Kamchatka earthquakes // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. - 2018. - V. 54, N 1. - P. 33-47. - DOI: 10.1134/S1069351318010019.

- EDN: UYJNWL

Aki K. Analysis of the seismic coda of local earthquakes as scattered waves // Journal of Geophysical Research.

- 1969. - V. 74, N 2. - P. 615-631. - DOI: 10.1029/ JB074i002p00615

Aki K, Chouet B. Origin of coda waves: source, attenuation, and scattering effects // Journal of Geophysical Research. - 1975. - V. 80, N 23. - P. 3322-3342. -DOI: 10.1029/JB080i023p03322

Aki K, Richards P.G. Quantitative seismology: Theory and Methods. - San Francisco: W.H. Freeman and Co., 1980. - 948 p.

Boore D.M. Simulation of ground motion using the stochastic method // Pure and Applied Geophysics. -2003. - V. 160, N 3. - P. 635-676. - DOI: 10.1007/ PL00012553

Bormann P. New manual of seismological observatory practice (NMSOP-2). IASPEI. - Potsdam, Germany:

GFZ German Research Centre for Geosciences, 2012.

- DOI: 10.2312/GFZ.NMSOP-2

Brune J.N. Tectonic stress and the spectra of seismic shear waves from earthquakes // Journal of Geophysical Research. - 1970. - V. 75, N 26. - P. 4997-5009.

- DOI: 10.1029/JB075I026P04997

Drennov A.F., Dzhurik V.I., Serebrinnikov S.P., Dren-nova N.N. Influence of the upper section on the amplitude-frequency content of a seismic signal by the example of seismic stations in the Baikal and the Transbaikal region // Seismic Instruments. - 2011. - V. 47, N 1. -P. 57-65. - DOI: 10.3103/S0747923911010099 Earthquake Hazards Program // USGS [Site]. -URL: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/event-page/us7000cpkf/moment-tensor (дата обращения 17.06.2024).

Eken T. Moment magnitude estimates for central Anatolian earthquakes using coda waves // Solid Earth. -2019. - V. 10, Iss. 3. - P. 713-723. - DOI: 10.5194/ se-10-713-2019. - EDN: WCZYSU Emoto K., Sato H., Nishimura T. Synthesis of vector wave envelopes on the free surface of a random medium for the vertical incidence of a plane wavelet based on the Markov approximation // Journal of Geophysical Research. - 2010. - V. 115, Iss. B8. - P. B08306. -DOI: 10.1029/2009JB006955

Eulenfeld T, Dahm T, Heimann S, Wegler U. Fast and robust earthquake source spectra and moment magnitudes from envelope inversion // Bulletin of the Seis-mological Society of America. - 2021. - V. 112, N 2. -P. 878-893. - DOI: 10.1785/0120210200 Eulenfeld T, Hillers G., Vuorinen T., Wegler U. Induced earthquake source parameters, attenuation, and site effects from waveform envelopes in the Fennoscandian Shield // Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

- 2023. - V. 128, N 4. - P. e2022JB025162. - DOI: 10.1029/2022JB025162

Eulenfeld T., Wegler U. Measurement of intrinsic and scattering attenuation of shear waves in two sedimentary basins and comparison to crystalline sites in Germany // Geophysical Journal International. - 2016. -V. 205, N 2. - P. 744-757. - DOI: 10.1093/gji/ggw035 Eulenfeld T., Wegler U. Crustal intrinsic and scattering attenuation of high-frequency shear waves in the contiguous United States // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. - 2017. - V. 122, N 6. - P. 4676-4690. -DOI: 10.1002/2017JB014038

Fehler M, Hoshiba M, Sato H, Obara K. Separation of scattering and intrinsic attenuation for the Kanto-Tokai region, Japan, using measurements of S-wave energy versus hypocentral distance // Geophysical Journal International. - 1992. - V. 108, N 3. - P. 787-800. -DOI: 10.1111/J.1365-246X.1992.TB03470.X Gaebler P.J, Eulenfeld T., Wegler U. Seismic scattering and absorption parameters in the W-Bohemia/Vogt-

land region from elastic and acoustic radiative transfer theory // Geophysical Journal International. — 2015.

— V. 2013, N 3. — P. 1471—1481. — DOI: 10.1093/gji/ ggv393

Gileva N.A, Kobeleva E.A., Radziminovich Yan B, Melnikova V.I., Chechelnitsky V.V. The September 21,

2020, Mw=5.5, Bystraya earthquake in the Southern Baikal region: preliminary results of instrumental and macroseismic observations // Seismic Instruments. —

2021. — V. 57, N 2. — P. 173—186. — DOI: 10.3103/ S0747923921020237

CMT catalog web search // Global Centroid-Mo-ment-Tensor (CMT) Project [Site]. — URL: https:// www.globalcmt.org/CMTsearch.html (дата обращения 17.06.2024).

Gusev A.A., Guseva E.M. Shear wave attenuation estimated from the spectral decay rate in the vicinity of the Petropavlovsk station, Kamchatka // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. — 2016. — V. 52, N 4. — P. 503— 519. — DOI: 10.1134/S1069351316030034. — EDN: UNTOZA

Hanks T.C., Kanamori H. A moment magnitude scale // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. — 1979. — V. 84, N B5. — P. 2348—2350. — DOI: 10.1029/ JB084IB05P02348

Havskov J., S0rensen M.B., Vales D, Ozyazicioglu M, Sanchez G., Li B. Coda Q in different tectonic areas, influence of processing parameters // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2016. — V. 106, N 3. — P. 956—970. — DOI: 10.1785/0120150359 Havskov J., Ottemoller L. Routine data processing in earthquake seismology: with sample data, exercises and software. — Springer Science & Business Media, 2010.

— 347 p. — DOI: 10.1007/978-90-481-8697-6

Heller G., Margerin L, Sebe O., Mayor J. Revisiting multiple-scattering principles in a crustal waveguide: equipartition, depolarization and coda normalization // Pure and Applied Geophysics. — 2022. — V. 179. — P. 2031—2065. — DOI: 10.1007/s00024-022-03063-3 International Seismological Centre (ISC). On-line Bulletin [Site]. — URL: http://www.isc.ac.uk/iscbulletin. — United Kingdom, Thatcham: Internat. Seismol. Centre, 2024. — DOI: 10.31905/D808B830 Izgi G, Eken T, Gaebler P. J., Eulenfeld T, Tuncay T. Crustal seismic attenuation parameters in the western region of the North Anatolian Fault Zone // Journal of Geodynamics. — 2020. — V. 134, N 2. — P. 101694. — DOI: 10.1016/j.jog.2020.101694 Kennett B.L.N. Seismic wave propagation in stratified media. — ANU E Press, 2009. — 288 p. Margerin L, Campillo M., van Tiggelen B. Monte Carlo simulation of multiple scattering of elastic waves // Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

— 2000. — V. 105, N B4. — P. 7873—7892. — DOI: 10.1029/1999jb900359. — EDN: LWADRL

Mayeda K, Hofstetter A., O'Boyle J.L., Walter W. Stable and transportable regional magnitudes based on coda-derived moment-rate spectra // Bulletin of the Seismological Society of America. — 2003. — V. 93, N 1. - P. 224-239. - DOI: 10.1785/0120020020

Mitchell B.J, Cong L, Ekstrom G. A continent-wide map of 1-Hz Lg coda Q variation across Eurasia and its relation to lithospheric evolution // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. - 2008. - V. 113, Iss. B4. - B04303. - DOI: 10.1029/2007JB005065

Pavlenko O. V. Modern methods of estimating local effects of earthquakes // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. - 2020. - V. 56, N 5. - P. 656-664. - DOI: 10.1134/S1069351320040060. - EDN: UPWHTD

Pavlenko O.V, Tubanov Ts.A. Characteristics of radiation and propagation of seismic waves in the Baikal Rift Zone estimated by simulations of acceleration time histories of the recorded earthquakes // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. - 2017. - V. 53, N 1. - P. 18-31. - DOI: 10.1134/S1069351317010116. - EDN: YVCNGN

Pavlis G.L., Vernon F.L. Calibration of seismometers using ground noise // Bulletin of the Seismological Society of America. - 1994. - V. 84, N 4. - P. 12431255. - DOI: 10.1785/bssa0840041243

Rautian T.G., Khalturin V.I., Fujita K, Mackey K.G., Kendall A.D. Origins and methodology of the Russian energy K-class system and its relationship to magnitude scales // Seismological Research Letters. -

2007. - V. 78, N 6. - P. 579-590. - DOI: 10.1785/ gssrl.78.6.579

Sato H, Fehler M.C, Maeda T. Seismic wave propagation and scattering in the heterogeneous earth. - Berlin: Springer, 2012. - 496 p. - DOI: 10.1007/978-3642-23029-5

Sens-Schonfelder C, Wegler U. Radiative transfer theory for estimation of the seismic moment // Geophysical Journal International. - 2006. - V. 167, Iss. 3. - P. 1363-1372. - DOI: 10.1111/J.1365-246X.2006.03139.X

Separation of intrinsic and scattering Q by envelope inversion // Github [Site]. - URL: https://github.com/ trichter/qopen (дата обращения 17.04.2024). Tubanov Ts.A., Sanzhieva D.P.D., Kobeleva E.A, Pre-dein P.A., Tcydypova L.R. Kudara earthquake of September 12, 2020 (Mw=5.5) on Lake Baikal: results of instrumental and macroseismic observations // Seismic Instruments. - 2022. - V. 58, N 1. - P. 86-98. - DOI: 10.3103/S0747923922010108

van Laaten M, Eulenfeld T, Wegler U. Comparison of Multiple Lapse Time Window Analysis and Qopen to determine intrinsic and scattering attenuation // Geophysical Journal International. - 2022. - V. 228, Iss. 2.

- P. 913-926. - DOI: 10.1093/gji/ggab390

Zvereva A.S., Sobisevich A.L., Likhodeev D.V. Moment and Local Magnitudes Calibration for Earthquakes in the Northwest Caucasus // Doklady Earth Sciences.

- 2023. - V. 507, N S2. - P. S304-S312. - DOI: 10.1134/S1028334X2260116X

Сведения об авторах

Предеин Пётр Алексеевич, канд. геол.-мин. наук, науч. сотр. Федерального государственного бюджетного учреждения науки Геологического института им. Н.Л. Добрецова Сибирского отделения Российской академии наук (ГИН СО РАН); инженер Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба Российской академии наук» (БуФ ФИЦ ЕГС РАН), г. Улан-Удэ, Россия. E-mail: crmpeter@ginst.ru

Хритова Мария Анатольевна, канд. техн. наук, нач. сектора Байкальского филиала Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба Российской академии наук» (БФ ФИЦ ЕГС РАН); науч. сотр. Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института земной коры Сибирского отделения Российской академии наук (ИЗК СО РАН), г. Иркутск, Россия. E-mail: hritova@crust.irk.ru

Seismic moment of local earthquakes in the central part of the Baikal rift by the coda envelope inversion

© 2024 P.A. Predein1'2, M.A. Khritova34

GIN SB RAS, Ulan-Ude, Russia; 2BuB GS RAS, Ulan-Ude, Russia; 3BB GS RAS, Irkutsk, Russia; 4IEC SB RAS, Irkutsk, Russia

Received June 25, 2024

Abstract The article presents an estimation of scalar seismic moment by the coda envelope inversion of local earthquakes recordings in the central part of the Baikal rift zone. In addition to the earthquake source parameters, the method allows us to simultaneously estimate seismic energy loss and site amplification factors for frequency bands from 0.53 to 34 Hz. Because of the compromise between spectral source energy and site responses, we estimated amplification factors for used stations relative to the "Ulan-Ude" (UUDB) reference site located in crystalline rock. In order to estimate intrinsic and scattering attenuation we used events recorded at three broadband seismic stations and epicentral distances between 40 and 120 km. The result suggests that intrinsic absorption is dominant over scattering attenuation in the central part of the Baikal rift zone for most frequency bands, but the seismic albedo B0, expressing the contribution of scattering to the total attenuation, showed variations from 0.23 to 0.6 for frequencies below 1 Hz, with mean B0 value 0.33. Attenuation and site-amplification factors were used to estimate the seismic moment and moment magnitudes Mw of local earthquakes. The resultant moment magnitudes exhibit a good agreement with routinely reported local magnitude (ML) estimates for the study area. The coda inversion estimates of seismic moment provide stable, unbiased moment magnitudes for events that are too small to be seen at teleseismic distances.

Keywords Inversion, envelope, coda, absorption, scattering, seismic moment, magnitude.

For citation Predein, P.A., & Khritova, M.A. (2024). [Seismic moment of local earthquakes in the central part of the Baikal rift by the coda envelope inversion]. Rossiiskii seismologicheskii zhurnal [Russian Journal of Seismology], 6(3), 40-59. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.35540/2686-7907.2024.3.03. EDN: TGCUME

References

Abercrombie, R.E. (1995). Earthquake source scaling relationships from -1 to 5 ML using seis-mograms recorded at 2.5-km depth. Journal of Geophysical Research, 100(B12), 24.015-24.036. DOI: 10.1029/95JB02397

Abubakirov, I.R., & Gusev, A.A. (1990). Estimation of scattering properties of lithosphere of Kamchatka based on Monte-Carlo simulation of record envelope of a near earthquake. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 64(1), 52-67. DOI: 10.1016/0031-9201(90)90005-1. EDN: XPJOZJ

Abubakirov, I.R., Gusev, A.A., Guseva, E.M., Pavlov, V.M., & Skorkina, A.A. (2018). Mass determination of moment magnitudes Mw and establishing the relationship between Mw and ML for moderate and small Kamchatka earthquakes. Izvestiya. Physics of the Solid Earth, 54(1), 33-47. DOI: 10.1134/S1069351318010019. EDN: UYJNWL

Aki, K. (1969). Analysis of the seismic coda of local earthquakes as scattered waves. Journal of

Geophysical Research, 74(2), 615-631. DOI: 10.1029/ JB074i002p00615

Aki, K., & Chouet, B. (1975). Origin of coda waves: source, attenuation, and scattering effects. Journal of Geophysical Research, 80(23), 3322-3342. DOI: 10.1029/JB080i023p03322

Aki, K., & Richards, P.G. (1980). Quantitative seismology: Theory and Methods. San Francisco: W.H. Freeman and Co., 948 p.

Besedina, A.N., Tubanov, T.A., Predein, P.A., San-zhieva, D.P., Ivanchenko, G.N. (2024). [Lake Baikal Microseisms Based on Regional Seismic Network Data]. Fizika Zemli [Physics of the Solid Earth], 3, 30-50. DOI: 10.31857/S0002333724030041

Boore, D.M. (2003). Simulation of ground motion using the stochastic method. Pure and Applied Geophysics, 160(3), 635-676. DOI: 10.1007/PL00012553

Bormann, P. (2012). New manual of seismological observatory practice (NMSOP-2). IASPEI, GFZ German Research Centre for Geosciences, Potsdam. DOI: 10.2312/GFZ.NMSOP-2

Brune, J.N. (1970). Tectonic stress and the spectra of seismic shear waves from earthquakes. Journal of Geophysical Research, 75(26), 4997-5009. DOI: 10.1029/JB075I026P04997

Chechelnitsky, V.V., Dobrynina, A.A., & Sankov, V.A. (2023). [Comparison of seismic vibration parameters during the Kultuk 08/27/2008 Mw 6.3, Bystrinsky 09/21/2010 Mw 5.5 and Khubsugul 01/11/2021 Mw 6.8 earthquakes]. In Tez. dokl. XIV Rossiisko-Mongol'skoi mezhdunarodnoi konferentsii "Solnechno-zemnye sviazi i geodinamika Baikalo - Mongol' skogo regiona" [Proceedings of the XIV Russian-Mongolian International Conference "Solar-terrestrial relations and geodynamics of the Baikal-Mongolian region"] (p. 74). Irkutsk, Russia: IEC SB RAS Publ. (In Russ.).

Drennov, A.F., Dzhurik, V.I., Serebrinnikov, S.P., & Drennova, N.N. (2011). Influence of the upper section on the amplitude-frequency content of a seismic signal by the example of seismic stations in the Baikal and the Transbaikal region. Seismic Instruments, 47(1), 57-65. DOI: 10.3103/S0747923911010099

Earthquake Hazards Program. (2024). USGS. Retrieved from https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/ us7000cpkf/moment-tensor

Eken, T. (2019). Moment magnitude estimates for central Anatolian earthquakes using coda waves. Solid Earth, 10(3), 713-723. DOI: 10.5194/se-10-713-2019. EDN: WCZYSU

Experimental'nye issledovaniia seismicheskoi kody. Otv. red. I.L. Nersesov [Experimental studies of the seismic coda. Ed. I.L. Nersesov]. (1981). Moscow, Russia: Nauka Publ., 142 p. (In Russ.). EDN: TQPOBT

Emoto, K., Sato, H., & Nishimura, T. (2010). Synthesis of vector wave envelopes on the free surface of a random medium for the vertical incidence of a plane wavelet based on the Markov approximation. Journal of Geophysical Research, 115(B8), B08306. DOI: 10.1029/2009JB006955

Eulenfeld, T., Dahm, T., Heimann, S., & Wegler, U. (2021). Fast and robust earthquake source spectra and moment magnitudes from envelope inversion. Bulletin of the Seismological Society of America, 112(2), 878-893. DOI: 10.1785/0120210200

Eulenfeld, T., Hillers, G., Vuorinen, T., & Wegler, U. (2023). Induced earthquake source parameters, attenuation, and site effects from waveform envelopes in the Fennoscandian Shield. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 128(4), e2022JB025162. DOI: 10.1029/2022JB025162

Eulenfeld, T., & Wegler, U. (2016). Measurement of intrinsic and scattering attenuation of shear waves in two sedimentary basins and comparison to crystalline sites in Germany. Geophysical Journal International, 205(2), 744-757. DOI: 10.1093/gji/ggw035

Eulenfeld, T., & Wegler, U. (2017). Crustal intrinsic and scattering attenuation of high-frequency shear waves in the contiguous United States. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 122(6), 4676-4690. DOI: 10.1002/2017JB014038

Fehler, M., Hoshiba, M., Sato, H., & Obara, K. (1992). Separation of scattering and intrinsic attenuation for the Kanto-Tokai region, Japan, using measurements of S-wave energy versus hypocentral distance. Geophysical Journal International, 108(3), 787-800. DOI: 10.1111/J. 1365-246X. 1992. TB03470.X Gaebler, P.J., Eulenfeld, T., & Wegler, U. (2015). Seismic scattering and absorption parameters in the W-Bo-hemia/Vogtland region from elastic and acoustic radiative transfer theory. Geophysical Journal International, 2013(3), 1471-1481. DOI: 10.1093/gji/ggv393 Gileva, N.A., Kobeleva, E.A., Radziminovich, Yan B., Melnikova, V.I., & Chechelnitsky, V.V. (2021). The September 21, 2020, Mw=5.5, Bystraya earthquake in the Southern Baikal region: preliminary results of instrumental and macroseismic observations. Seismic Instruments, 57(2), 173-186. DOI: 10.3103/ S0747923921020237

Global Centroid-Moment-Tensor (CMT) Project. (2024). CMT catalog web search. Retrieved from https://www.globalcmt.org/CMTsearch.html Gusev, A.A., & Guseva, E.M. (2016). Shear wave attenuation estimated from the spectral decay rate in the vicinity of the Petropavlovsk station, Kamchatka. Izvestiya. Physics of the Solid Earth, 52(4), 503-519. DOI: 10.1134/S1069351316030034. EDN: UNTOZA Hanks, T.C., & Kanamori, H. (1979). A moment magnitude scale. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 84(B5), 2348-2350. DOI: 10.1029/JB084IB05P02348 Havskov, J., Serensen, M. B., Vales, D., Ozyazici-oglu, M., Sanchez, G., & Li, B. (2016). Coda Q in different tectonic areas, influence of processing parameters. Bulletin of the Seismological Society of America, 106(3), 956-970. DOI: 10.1785/0120150359 Havskov, J., & Ottemoller, L. (2010). Routine data processing in earthquake seismology: with sample data, exercises and software. Springer Science & Business Media, 347 p. DOI: 10.1007/978-90-481-8697-6 Heller, G., Margerin, L., Sebe, O., & Mayor, J. (2022). Revisiting multiple-scattering principles in a crustal waveguide: equipartition, depolarization and coda normalization. Pure and Applied Geophysics, 179, 20312065. DOI: 10.1007/s00024-022-03063-3 Information message about the strong earthquake on December 9, 2020 in the Lake Baykal region, Russia. (2020). GS RAS. Retrieved from http://mseism.gsras.ru/ EqInfo /faces/archive .xhtml

International Seismological Centre. (2024). On-line Bulletin. Retrieved from http://www.isc.ac.uk/iscbulletin. DOI: 10.31905/D808B830

Izgi, G., Eken, T., Gaebler, P.J., Eulenfeld, T., & Tun-cay, T. (2020). Crustal seismic attenuation parameters in the western region of the North Anatolian Fault Zone. Journal of Geodynamics, 134(2), 101694. DOI: 10.1016/j.jog.2020.101694

Kennett, B.L.N. (2009). Seismic wave propagation in stratified media. ANU E Press, 288 p. Kobeleva, E.A., Gileva, N.A., Khamidulina, O.A., Rad-ziminovich, Ya.B., & Tubanov, Ts.A. (2022). [Results of seismic monitoring of various regions of Russia. Baikal and Transbaikalia]. In Zemletriaseniia Rossii v 2020 godu [Earthquakes in Russia in 2020] (pp. 45-52). Obninsk, Russia: GS RAS Publ. (In Russ.). EDN: CLFOAC

Kondratiev, O.K. (1976). Otrazhennye volny v tonkoslo-istykh sredakh [Reflected waves in thin-layer media]. Moscow, Russia: Nauka Publ., 191 p. (In Russ.). Kopnichev, Yu.F. (1985). Korotkoperiodnye seismicheskie volnovye polia. Otv. red. A.V. Nikolaev [Short-period seismic wave fields. Ed. A.V. Nikolaev]. Moscow, Russia: Nauka Publ., 176 p. (In Russ.). EDN: YSXBTK Margerin, L., Campillo, M., & van Tiggelen, B. (2000). Monte Carlo simulation of multiple scattering of elastic waves. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 105(B4), 7873-7892. DOI: 10.1029/1999jb900359. EDN: LWADRL

Mayeda, K., Hofstetter, A., O'Boyle, J.L., & Walter, W. (2003). Stable and transportable regional magnitudes based on coda-derived moment-rate spectra. Bulletin of the Seismological Society of America, 93(1), 224-239. DOI: 10.1785/0120020020

Mitchell, B.J., Cong, L., & Ekstrom, G. (2008). A continent-wide map of 1-Hz Lg coda Q variation across Eurasia and its relation to lithospheric evolution. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 113(B4), B04303. DOI: 10.1029/2007JB005065 Novyi katalog sil'nykh zemletriasenii na territorii SSSR s drevneishikh vremen do 1975 g. Otv. red. I.V. Kondorskaia, N.V. Shebalin [New catalog of strong earthquakes on the territory of the USSR from ancient times to 1975 / Eds.: N.V. Kondorskaya, N.V. Shebalin]. (1977). Moscow, Russia: Nauka Publ., 536 p. (In Russ.).

Pavlenko, O.V. (2020). Modern methods of estimating local effects of earthquakes. Izvestiya. Physics of the Solid Earth, 56(5), 656-664. DOI: 10.1134/ S1069351320040060. EDN: UPWHTD Pavlenko, O.V., & Tubanov, Ts.A. (2017). Characteristics of radiation and propagation of seismic waves in the Baikal Rift Zone estimated by simulations of acceleration time histories of the recorded earthquakes. Izvestiya. Physics of the Solid Earth, 53(1), 18-31. DOI: 10.1134/S1069351317010116. EDN: YVCNGN Pavlis, G.L., & Vernon, F.L. (1994). Calibration of seismometers using ground noise. Bulletin of the

Seismological Society of America, 84(4), 1243-1255. DOI: 10.1785/ bssa0840041243

Petrova, N.V., & Kurova, A.D. (2023). [Comparison of earthquake classification systems in local magnitudes ML in some regions of Northern Eurasia]. Rossiiskii seismologicheskii zhurnal [Russian Journal of Seismology], 5(2), 61-76. (In Russ.). DOI: 10.35540/26867907.2023.2.05. EDN: LTIMEJ

Pustovitenko, B.G., & Kalinyuk, I.V. (2019). [Source parameters of Crimean-Black Sea region earthquakes]. Zemletriaseniia Severnoi Evrazii [Earthquakes in Northern Eurasia], 22(2013), 299-310. (In Russ.). DOI: 10.35540/1818-6254.2019.22.27. EDN: JBOBBE

Rautian, T.G. (1960). [Energy of the Earthquakes]. In Metody detalnogo izucheniya seismichnosti. Trudy IFZ ANSSSR, 9(176). [Methods of Detailed Study of the Seismicity. Proceedings of the IPE AS USSR № 9(176)] (pp. 75-114). Moscow, Russia: IPE AS USSR Publ. (In Russ.).

Rautian, T.G., Khalturin, V.I., Fujita, K., Mackey, K.G., & Kendall, A.D. (2007). Origins and methodology of the Russian energy K-class system and its relationship to magnitude scales. Seismological Research Letters, 78(6), 579-590. DOI: 10.1785/gssrl.78.6.579

Riznichenko, Yu.V. (1985). Problemy seismologii. Izbran-nye trudy [Seismology problems. Selected Works]. Moscow, Russia: Nauka Publ., 408 p. (In Russ).

Sato, H., Fehler, M.C., & Maeda, T. (2012). Seismic wave propagation and scattering in the heterogeneous earth. Berlin: Springer, 496 p. DOI: 10.1007/978-3642-23029-5

Sens-Schonfelder, C., & Wegler, U. (2006). Radiative transfer theory for estimation of the seismic moment. Geophysical Journal International, 167(3), 1363-1372. DOI: 10.1111/J.1365-246X.2006.03139.X

Github (2024). Separation of intrinsic and scattering Q by envelope inversion. Retrieved from https://github. com/trichter/ qopen /

Seredkina, A.I., & Gileva, N.A. (2016). [Correlation between moment magnitude and energy class of earthquakes in Pribaikalia and Transbaikalia]. Seismicheskie pribory [Seismic instruments], 52(2), 29-38. (In Russ.). EDN: WAZAED

Solonenko, V.P., & Treskov, A.A. (1960). Srednebai-kaVskoe zemletriasenie 29 avgusta 1959 goda [Middle Baikal earthquake on August 29, 1959]. Irkutsk, Russia: Irkutsk book Publ., 36 p. (In Russ.).

Tubanov, Ts.A., Predein, P.A., Tcydypova, L.R., San-zhieva, D.P.D., Radziminovich, N.A., & Bazarov, A.D. (2021). [Results and prospects of seismological observations in the Central part of the Baikal rift]. Rossiiskii seismologicheskii zhurnal [Russian Journal of Seismology], 3(4), 38-57. (In Russ.). DOI: 10.35540/26867907.2021.4.03. EDN: TSNREJ

Tubanov, Ts.A., Sanzhieva, D.P.D., Kobeleva, E.A., Predein, P.A., & Tcydypova, L.R. (2022). Kudara earthquake of September 12, 2020 (Mw=5.5) on Lake Baikal: results of instrumental and macroseismic observations. Seismic Instruments, 58(1), 86-98. DOI: 10.3103/ S0747923922010108

van Laaten, M., Eulenfeld, T., & Wegler, U. (2022). Comparison of Multiple Lapse Time Window Analysis and Qopen to determine intrinsic and scattering attenuation. Geophysical Journal International, 228(2), 913926. DOI: 10.1093/gji/ggab390

Sharov, N.V., Malovichko, A.A., & Shchukin, Yu.K. (Eds.). (2007). Zemletriaseniia i mikroseismichnosf

v zadachakh sovremennoi geodinamiki Vostochno-Evropeiskoi platformy. Kn. 2: Mikroseismichnosf [Earthquakes and microseismicity in the problems of modern geodynamics of the East European platform. V. 2: Microseismicity]. Petrozavodsk, Russia: Karelian SCRAS Publ., 96 p. (In Russ.). EDN: QKGNRR Zvereva, A.S., Sobisevich, A.L., & Likhodeev, D.V. (2023). Moment and local magnitudes calibration for earthquakes in the Northwest Caucasus. Doklady Earth Sciences, 507(S2), S304-S312. DOI: 10.1134/ S1028334X2260116X

Information about authors

Predein Petr Alekseevich, PhD, Researcher of the Dobretsov Geological Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (GIN SB RAS); Engineer of the Buryat Branch of the Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences (BuB GS RAS), Ulan-Ude, Russia. E-mail: crmpeter@ginst.ru Khritova Mariya Anatolyevna, PhD, Head of Sector of the Baikal Branch of the Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences (BB GS RAS); Researcher of the Institute of the Earth's Crust of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (IEC SB RAS), Irkutsk, Russia. E-mail: hritova@crust.irk.ru