Interrelation of morphometric parameters of relief and seismicity of Sakhalin Island

Our structural-geomorphological and morphometric studies have shown that seismically active areas of Sakhalin Island are distinguished by positive anomalies of 9 morphometric parameters of the relief, where their values exceed the median. These parameters include the difference between the hypsometric surface and the 3rd order base surface; differences between the 1st and 2nd orders, 2nd and 3rd orders base surfaces; depth of vertical dissection; standard deviation of slope exposure; density of “weak” zones; height asymmetry, standard deviation of the Gaussian curvature of the relief, taken by the module and standard deviation of heights. It is shown that seismically active areas can also be contoured by the values of the 7 mentioned parameters (excluding the last two mentioned), exceeding the 3rd quartile. The density of “weak” zones is the most informative: 45% of all earthquake epicenters and 71% of earthquake epicenters with a surface waves magnitude of ≥ 5.5 fall into small areas (25% of the island’s area) where the density of “weak” zones is ≥ 36 km–1. Thus, the example of a well-studied seismotectonic territory shows the possibilities of identifying seismically active areas based on a set of geomorphological characteristics. This result may be in demand when assessing the seismic hazard of areas with mid-mountain relief, where detailed seismological studies have not been conducted previously.

1. Агибалов А.О., Бергаль-Кувикас О.В., Зайцев В.А. и др. Взаимосвязь морфометрических параметров рельефа, характеризующих трещиноватость литосферы, и проявлений вулканизма Малко-Петропавловской зоны // Геофизические процессы и биосфера. 2023. Т. 22, № 2. С. 122–133.

2. Агибалов А.О., Зайцев В.А., Сенцов А.А. и др. Морфометрические параметры рельефа и локализация месторождений углеводородов Волго-Уральской антеклизы // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2021. № 4. С. 116–128.

3. База данных спутников снимков Lansat 8–9. URL: https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser/ (дата обращения: 26.08.2024).

4. Булгаков Р.Ф., Иващенко А.И., Ким Ч.У. и др. Активные разломы северо-восточного Сахалина // Геотектоника. 2002. № 3. С. 66–86.

5. Воейкова О.А., Несмеянов С.А., Серебрякова Л.И. Неотектоника и активные разломы Сахалина. М.: Наука, 2007. 187 с.

6. ГОСТ Р ИСО 16269-7-2004. Статистические методы. Статистическое представление данных. Медиана. Определение точечной оценки и доверительных интервалов. Дата введения 01.06.2004. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200035332 (дата обращения: 10.08.2024).

7. Жаворонкин О.В., Трегуб А.И. Морфоструктура юго-западного Забайкалья // Вестник ВГУ. Сергия геология. 2019. № 4. С. 14–21.

8. Злобин Т.К. Охотская литосферная плита и модель эволюции системы «окраинное море — островная дуга — глубоководный желоб» // Вестник ДВО РАН. 2006. № 1. С. 26–32.

9. Каменев П.А., Дягтерев В.А., Жердева О.А. и др. Кинематика разрывных нарушений Сахалина по геологическим и сейсмологическим данным // Геосистемы переходных зон. 2024. Т. 8, № 1. С. 37–46.

10. Короновский Н.В. Геология Россия и сопредельных территорий. М.: Академия, 2011. 240 с.

11. Костенко Н.П. Геоморфология. М.: Изд-во МГУ, 1999. 398 с.

12. Купцова О.В. Анализ современного состояния разломов на Сахалине // Нефтегазовый комплекс: проблемы и решения: Мат-лы Третьей национальной научно-практической конференции с международным участием. Южно-Сахалинск: Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, 2021. С. 75–78.

13. Левин Б.В., Ким Ч.У., Соловьев В.Н. Оценка сейсмической опасности и результаты детального сейсмического районирования для городов о. Сахалин // Тихоокеанская геология. 2012. Т. 31, № 5. С. 93–103.

14. Лободенко И.Ю. Голоценовые тектонические нарушения (палеосейсмодислокации) в зонах Хоккайдо-Сахалинского Центрально-Сахалинского разломов: Дисс. … канд. геол.-мин. н. М., 2010. 166 с.

15. Мельников О.А. Остров Сахалин: его геологическое прошлое, настоящее и вероятное будущее // Вестник Сахалинского музея. 2010. № 1. С. 262–273.

16. Мельников О.А. Структура и геодинамика Хоккайдо-Сахалинской складчатой области. М.: Наука, 1987. 95 с.

17. Нетребин П.Б. Морфометрический анализ рельефа Большого Кавказа: Дисс. ... канд. геогр. наук. Краснодар, 2012. 227 с.

18. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 18. Дальний Восток. Вып. 4. Сахалин и Курилы / Под ред. М.Г. Васьковского. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 262 с.

19. Рогожин Е.А. Тектоника очага зоны Нефтегорского землетрясения 27 (28) мая 1995 г. на Сахалине // Геотектоника. 1996. № 2. С. 45–53.

20. Сапрыгин С.М. О детальном сейсмическом районировании Сахалина // Тихоокеанская геология. 2008. Т. 27, № 2. С. 72–79.

21. Сейсмологический каталог Единой геофизической службы РАН. URL: http://www.ceme.gsras.ru/cgi-bin/new/catalog.pl (дата обращения: 01.01.2023).

22. Сим Л.А., Богомолов Л.М., Брянцева Г.В. и др. Неотектоника и неотектонические напряжения острова Сахалин // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8, № 1. С. 181–202.

23. Симонов Ю.Г. Объяснительная морфометрия рельефа. М.: ГЕОС, 1999. 251 с.

24. Уломов В.И. Экспертное заключение по оценке сейсмической опасности районов строительства береговых объектов проекта «Сахалин-1». Дата документа 04.11.2003. URL: http://seismos-u.ifz.ru/documents/sakhalin_expert_ulomov.pdf (дата обращения: 12.07.2023).

25. Философов В.П. Краткое руководство по морфометрическому методу поисков тектонических структур. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1960. 96 с.

26. Философов В.П. Методика вычисления и геологогеоморфологическая интерпретация коэффициента расчлененности рельефа // Вопросы морфометрии. 1967. Т. 1, вып. 2. С. 112–146.

27. Цифровая модель рельефа. URL: https://lpdaac.usgs.gov/products/srtmgl1nv003/ (дата обращения: 13.07.2023).

28. International seismological catalogue URL: http://www.isc.ac.uk/iscbulletin/search/catalogue (дата обращения: 01.01.2023).

29. Lehner B., Grill G. Global river hydrography and network routing: baseline data and new approaches to study the world’s large river systems // Hydrological Processes. 2013. Vol. 27. P. 2171–2186.

30. Sobisevich A.L., Steblov G.M., Agibalov A.O., et al. Seismic domain identification algorithm using fuzzy logic methods with combined geological and geomorphological data for the case of Sakhalin Island // Russian Journal of Earth Sciences. 2024. Vol. 24, No. 2. P. 1–8.

31. United States Geological Survey. URL: https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/ (дата обращения: 01.01.2023)

32. Zelenin E.A, Bachmanov D.M., Garipova S.T., et al. The Active Faults of Eurasia Database (AFEAD): the ontology and design behind the continental-scale dataset // Earth System Science Data. 2022. Vol. 14. P. 4489–4503.