ارزیابی توان لرزه‌خیزی گسل هرات در غرب افغانستان بر پایه فراسنج‌های لرزه‌زمین‌ساختی و نرخ گشتاور لرزه‌ای

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 5، دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 53، فروردین 1404، صفحه 79-98   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2024.88810.1500

نویسندگان

امین محمدی¹؛ سعید زارعی^{* 2}

¹دانشجوی کارشناسی ارشد گروه ژئوفیزیک، دانشکده علوم و فناوری نانو و زیستی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

²استادیار گروه ژئوفیزیک، دانشکده علوم و فناوری نانو و زیستی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

چکیده

سیستم گسلی هرات غربی یکی از پهنه ­های فعال لرزه‌زمین‌ساختی افغانستان می­ باشد که در سال ۲۰۲۳ چهار زمین ­لرزه را تجربه نموده است. نظر به اهمیت این منطقه و رخداد لرزه ­ای متوالی، در این پژوهش پویایی لرزه­ زمین­ ساختی منطقه بر اساس فراسنج­ های لرزه­ خیزی و تحلیل فرکتالی مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش، تغییرات نرخ لرزه­ خیزی منطقه بر پایه تغییرات فراسنج لرزه ­خیزی (b-value) و بعد فرکتال شکستگی و لرزه ­خیزی (D-value) با استفاده از داده ­های لرزه‌ای موجود بررسی و تحلیل شده است. در یک تقسیم بندی منطقه مورد مطالعه به ۹ پهنه اولیه تقسیم شده و در هر پهنه فراسنج­ های لازم محاسبه شده است. بزرگترین ابعاد فرکتالی گسل محاسبه شده مربوط به پهنه­ های جنوب شرقی، مرکزی و شمال غربی است و بیشترین مقدار بعد فرکتالی لرزه ­خیزی مربوط به مناطق مرکزی و شمال غربی می­ باشد. مقادیر محاسبه ‌شده برای پارامتر b در مرکز محدوده مطالعاتی و منطبق بر گسل هرات نشان‌دهنده افزایش تنش در این ناحیه بوده که ممکن است هشداری برای وقوع یک زمین‌لرزه بزرگ در آینده باشد.  نرخ گشتاور لرزه ای نشان دهنده نرخ تغییر در انرژی سطح زمین است که به تغییرات لرزه ای تبدیل می شود. مقدار نرخ گشتاور لرزه ­ای برای کل منطقه مطالعاتی برآورد شده است. با توجه به مجموع تحلیل­ های فرکتالی و محاسبه گشتاورهای لرزه ­ای منطقه، مناطق زنده ­جان، انجیل، غوریان و کوشان می ­توانند به عنوان کاندیدای زلزله ­های بعدی معرفی شوند. مقایسه نتایج به‌دست‌آمده این دیدگاه را تقویت می‌کند که غرب افغانستان به عنوان پهنه‌ای دگرشکلی در حال تکامل، مستعد رخدادهای لرزه‌ای بیشتری است.

کلیدواژه‌ها

گسل هرات؛ تحلیل فرکتالی لرزه‌خیزی؛ زمین‌لرزه‌شناسی ساختمانی؛ نرخ گشتاور لرزه‌ای؛ مقدار b؛ مقدار D؛ غرب افغانستان؛ انباشتن تنش

مراجع

Abdullah, S. (1993). Seismic hazard assessment in the Islamic state of Afghanistan. The practice of earthquake hazard assessment, IASPEI/ESC Publication, McGuire RK, ed, 284. https://www.researchgate.net/publication/316643937

Abdullah, S. H., Chmyriov, V. M., & Dronov, V. I. (2008). Geology and mineral resources of Afghanistan. https://nora.nerc.ac.uk/id/eprint/3723

Ambraseys, N. N., Melville, C. (1982). A seismic history of Persian earthquakes. Cambridge: Cambridge University Press. https://doi.org/10.1002/eqe.4290110412

Bayrak, Y., & Bayrak, E. (2012). Regional variations and correlations of Gutenberg–Richter parameters and fractal dimension for the different seismogenic zones in Western Anatolia. Journal of Asian Earth Sciences, 58, 98-107. http://dx.doi.org/10.1016/j.jseaes.2012.06.018

Bayrak, Y., & Öztürk, S. (2004). Spatial and temporal variations of the aftershock sequence of the 1999 Izmit and Duzce earthquake. Earth Planets Space, 56, 933-944. https://doi.org/10.1186/BF03351791

Bridges, D. L., & Gao, S. S. (2006). Spatial variation of seismic b-values beneath Makushin Volcano, Unalaska Island, Alaska. Earth and Planetary Science Letters, 245(1-2), 408-415. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2006.03.010

Charchi, A., Khatib, M. M., Mozafarkhah, M., & Barjasteh, A. (2011). Fractal analysis for determination of Tectonic activity in the north of Lali, NE Khuzestan. Advanced Applied Geology, 1(1), 37-47. [In Persian] https://aag.scu.ac.ir/article_11542.html?

Cheng, Q., Agterberg, F. P., & Ballantyne, S. B. (1994). The separation of geochemical anomalies from background by fractal methods. Journal of Geochemical exploration, 51(2), 109-130. https://doi.org/10.1016/0375-6742(94)90013-2

Dimiri, V. P. (2000). Application of fractals in the earth sciences. CRC Press, A Balkema Publishers.

Fadami, M., Zarei, S., & Ashkpoor Motlagh, S. (2021). The Seismicity Dissimilarity Investigation of Khuzestan in the Southwest of Zagros using by Fractal Analysis. Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 8(3), 1-15. [In Persian] https://doi.org/10.48303/bese.2021.245995

Hubbard, J., & Bradley, K. (2023). Two magnitude 6.3 earthquakes strike northwestern Afghanistan. Earthquake Insights. https://doi.org/10.62481/5776c220

Kanamori, H. (1977). Seismic and aseismic slip along subduction zones and their tectonic implications. Island Arcs, Deep Sea Trenches and Back‐Arc Basins, 1, 163-174. https://doi.org/10.1029/ME001p0163  

Nanjo, K., & Nagahama, H. (2004). Fractal properties of spatial distributions of aftershocks and active faults. Chaos, Solitons & Fractals, 19(2), 387-397. https://doi.org/10.1016/S0960-0779(03)00051-1

Öncel, A. O., & Wilson, T. (2004). Correlation of seismotectonic variables and GPS strain measurements in western Turkey. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 109(B11). https://doi.org/10.1029/2004JB003101

Oncel, A. O., & Wilson, T. H. (2002). Space-time correlations of seismotectonic parameters: Examples from Japan and from Turkey preceding the Izmit earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America, 92(1), 339-349. https://doi.org/10.1785/0120000844

Pal, P. K. (2008). Geomorphological, Fractal Dimension and b-Value Mapping in Northeast India. The Journal of Indian Geophysical Union, 12, 41-54. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:73582101

Pan, Z., Yun, Z., & Shao, Z. (2020). Contemporary crustal deformation of Northeast Tibet from geodetic investigations and a comparison between the seismic and geodetic moment release rates. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 304, 106489. https://doi.org/10.1016/j.pepi.2020.106489

Rashidi, A., Khatib, M. M., Mosavi, S. M., & Jamor, Y. (2017). Estimation of the active faults, based on Seismic, geologic and geodetic moment rates in the South and West of Lut block. Scientific Quarterly Journal of Geosciences, 26(104), 211-222. [In Persian] https://doi.org/10.22071/gsj.2017.50265

Roumina, A., Zarei, S., Mansouri, S. R., & Azadijou, O. (2023). Seismic distribution in the south of Zagros using the statistical correlation between b-Value and fractal dimension. Iranian Journal of Geophysics, 17(1), 89-107. [In Persian] https://doi.org/10.30499/ijg.2022.335123.1413

Scholz, C. H. (1968). The frequency-magnitude relation of micro fracturing in rock and its relation to earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, 58(1), 399-415. https://doi.org/10.1785/BSSA0580010399

Shnizai, Z. (2020). Mapping of active and presumed active faults in Afghanistan by interpretation of 1-arcsecond SRTM anaglyph images. Journal of Seismology, 24(6), 1131-1157. https://doi.org/10.1007/s10950-020-09933-4

Siehl, A. (2017). Structural setting and evolution of the Afghan orogenic segment–a review. Geological Society, London, Special Publications, 427(1), 57-88.  https://doi.org/10.1144/SP427.8

Singh, A. P., Mishra, O. P., Kumar, D., Kumar, S., & Yadav, R. B. S. (2012). Spatial variation of the aftershock activity across the Kachchh Rift Basin and its seismotectonic implications. Journal of Earth System Science, 121, 439-451. https://doi.org/10.1007/s12040-012-0175-9 

Tavakoli Zadeh, N., Rahimi, B., Ghaemi, F. (2016). The study of seismotectonics and asperities in Zagros through the b-value parameter. 34th National and the 2nd International Geosciences Congress.[In Persian]

Tosi, P., De Rubeis, V., Loreto, V., & Pietronero, L. (2008). Space–time correlation of earthquakes. Geophysical Journal International, 173(3), 932-941. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2008.03770.x

Treloar, P. J., & Izatt, C. N. (1993). Tectonics of the Himalayan collision between the Indian plate and the Afghan block: A synthesis. Geological Society, London, Special Publications, 74(1), 69-87. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1993.074.01.06  

Turcotte, D. L. (1997). Fractals and Chaos in Geology and Geophysics. New York: Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9781139174695

Wyss, M. (1973). Towards a physical understanding of the earthquake frequency distribution.  Geophysical Journal International, 31(4), 341-359. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1973.tb06506.x

Yadav, R. B. S., Gahalaut, V. K., Chopra, S., & Shan, B. (2012). Tectonic implications and seismicity triggering during the 2008 Baluchistan, Pakistan earthquake sequence. Journal of Asian Earth Sciences, 45, 167-178. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2011.10.003

Zarei, S., Khatib, M. M., Zare, M., & Moussavi, S. M. (2020). Estimation of the Seismicity Potential, Based on Geodetic, Seismic, and Geological Moment Rate in the Lut Block. Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 7(1), 15-36. [In Persian] https://www.bese.ir/article_240420.html