Abstract
Attenuation of seismic waves in the crust and the upper mantle has been studied in three global rift systems: the Baikal rift system (Eurasia), the North Tanzanian divergence zone (Africa) and the Basin and Range Province (North America). Using the records of direct and coda waves of regional earthquakes, the single scattering theory [ Aki, Chouet, 1975 ], the hybrid model from [ Zeng, 1991 ] and the approach described in [ Wennerberg, 1993 ], we estimated the seismic quality factor ( Q C ), frequency parameter ( n ), attenuation coefficient (δ), and total attenuation ( Q T ). In addition, we evaluated the contributions of two components into total attenuation: intrinsic attenuation ( Q i ), and scattering attenuation ( Q sc ). Values of Q C are strongly dependent on the frequency within the range of 0.2–16 Hz, as well as on the length of the coda processing window. The observed increase of Q C with larger lengths of the coda processing window can be interpreted as a decrease in attenuation with increasing depth. Having compared the depth variations in the attenuation coefficient (δ) and the frequency ( n ) with the velocity structures of the studied regions, we conclude that seismic wave attenuation changes at the velocity boundaries in the medium. Moreover, the comparison results show that the estimated variations in the attenuation parameters with increasing depth are considerably dependent on utilized velocity models of the medium. Lateral variations in attenuation of seismic waves correlate with the geological and geophysical characteristics of the regions, and attenuation is primarily dependent on the regional seismic activity and regional heat flow. The geological inhomogeneities of the medium and the age of crust consolidation are secondary factors. Our estimations of intrinsic attenuation ( Q i ) and scattering attenuation ( Q sc ) show that in all the three studied regions, intrinsic attenuation is the major contributor to total attenuation. Our study shows that the characteristics of seismic wave attenuation in the three different rift systems are consistent with each other, and this may suggest that the lithosphere in the zones of these different rift systems has been modified to similar levels.
Highlights
Аннотация: Проведено исследование затухания сейсмических волн в земной коре и верхней мантии трех крупных рифтовых систем мира: Байкальской рифтовой системы (Евразия), Северо‐Танзанийской дивер‐ гентной зоны (Африка) и Провинции Бассейнов и Хребтов (Северная Америка)
The inset shows the epicenters of M≥4 earthquakes that occurred from 1902 to 2016, according to the data published by the International Seismological Center [2012]
The inset shows seismicity of the study area and the neighboring territories for the period from 1951 to 2016, according to the data published by the International Seismological Center (ISC)
Summary
Энергия сейсмических волн при распростране‐ нии в геологической среде с расстоянием посте‐ пенно падает. Сведения об относитель‐ ном вкладе двух компонент затухания (Qi и Qsc) в общее затухание (QT) могут дать дополнительную информацию для верной тектонической интерпре‐ тации полученных данных и понимания процессов, происходящих в литосфере. Существует значительное количество теорий, интерпретирующих сейсмическую коду: теории од‐ нократного (the single scattering theory) и много‐ кратного (the multiple scattering theory) рассеяния, диффузионная теория (the diffusion theory), теории переноса (the energy transport theory) и потока энергии (the energy flux theory) [Aki, 1969; Aki, Chouet, 1975; Kopnichev, 1977; Sato, 1977; Gao et al, 1983; Wu, 1985; Frankel, Wennerberg, 1987]. Хотя гибридные модели также не учиты‐ вают неоднородное распределение «рассеивате‐ лей» и не могут полностью описать всю сложность процессов затухания в земной коре, они дают воз‐ можность оценить вклад компонент Qi и Qsc в общее затухание сейсмических волн. Для того чтобы рас‐ считать значения величин Qi и Qsc, исследуется кода поперечных S‐волн, сформированная в результате рассеяния на неоднородностях среды, а также за‐ тухание прямых S‐волн [Wennerberg, 1993]. В настоящей работе изучаются факторы, влия‐ ющие на затухание сейсмических волн в зонах рас‐ тяжения литосферы – рифтов Африки, Северной Америки и Евразии: Северо‐Танзанийская дивер‐ гентная зона, Провинция Бассейнов и Хребтов и Байкальская рифтовая система (рис. 1)
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
