Cross-correlation Coefficients for the Study of Repeating Earthquakes: An Investigation of Two Empirical Assumptions/Conventions in Seismological Interpretation Practice

Han, Libo; Wu, Zhongliang; Li, Yutong; Jiang, Changsheng

doi:10.1007/s00024-012-0515-3

Cited by 5 publications

(7 citation statements)

References 23 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…>0.9-0.95) are attributed to so-called repeaters (e.g. Geller & Mueller 1980;Igarashi et al 2003;Baisch et al 2008;Han et al 2014). According to Geller & Mueller (1980) repeaters are located at distances smaller than a quarter of the dominant wavelength, however, also larger spatial separation was reported (e.g.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Clusty, the waveform-based network similarity clustering toolbox: concept and application to image complex faulting offshore Zakynthos (Greece)

Petersen

Niemz

Cesca

et al. 2020

Geophysical Journal International

View full text Add to dashboard Cite

Summary Clusty is a new open source toolbox dedicated to earthquake clustering based on waveforms recorded across a network of seismic stations. Its main application is the study of active faults and the detection and characterization of faults and fault networks. By using a density-based clustering approach, earthquakes pertaining to a common fault can be recognised even over long fault segments, and the first-order geometry and extent of active faults can be inferred. Clusty implements multiple techniques to compute a waveform based network similarity from maximum cross-correlation coefficients at multiple stations. The clustering procedure is designed to be transparent and parameters can be easily tuned. It is supported by a number of analysis visualisation tools which help to assess the homogeneity within each cluster and the differences among distinct clusters. The toolbox returns graphical representations of the results. A list of representative events and stacked waveforms facilitate further analyses like moment tensor inversion. Results obtained in various frequency bands can be combined to account for large magnitude ranges. Thanks to the simple configuration, the toolbox is easily adaptable to new datasets and to large magnitude ranges. To show the potential of our new toolbox, we apply Clusty to the aftershock sequence of the Mw 6.9 October 25, 2018 Zakynthos (Greece) Earthquake. Thanks to the complex tectonic setting at the western termination of the Hellenic Subduction System where multiple faults and faulting styles operate simultaneously, the Zakynthos dataset provides an ideal case-study for our clustering analysis toolbox. Our results support the activation of several faults and provide insight into the geometry of faults or fault segments. We identify two large thrust faulting clusters in the vicinity of the mainshock and multiple strike-slip clusters to the east, west and south of these clusters. Despite its location within the largest thrust cluster, the mainshock does not show a high waveform similarity to any of the clusters. This is consistent with the results of other studies suggesting a complex failure mechanism for the mainshock. We propose the existence of conjugated strike-slip faults in the south of the study area. Our waveform similarity based clustering toolbox is able to reveal distinct event clusters which cannot be discriminated based on locations and/or timing only. Additionally, the clustering results allows distinction between fault and auxiliary planes of focal mechanisms and to associate them to known active faults.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Clusty, the waveform-based network similarity clustering toolbox: concept and application to image complex faulting offshore Zakynthos (Greece)

Petersen

Niemz

Cesca

et al. 2020

Geophysical Journal International

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…On the other hand, a vertical offset has a stronger effect on XC max than a radial horizontal offset (Han et al, 2014).…”

Section: Degrees Of Similaritymentioning

confidence: 89%

“…The highest XC max values are found, as expected, at very short distances, while the highest observed XC max tends to decrease with increasing source spatial offset. Han et al (2014) examined the XC max dependence on source separation distance using synthetic waveforms. They found that the hypothesis of Menke (1999) that XC max declines exponentially with increasing inter-event distance is only valid as a first approximation.…”

Section: Degrees Of Similaritymentioning

confidence: 99%

“…Schaff et al (2004) consider as a condition for two events be included in the same group that XC max + m coh > 1.70, with the mean spectral coherence, m coh , being calculated in the band between 2.5 and 12 Hz. Han et al (2014) require that XC max >0.8 in at least 3 stations for a pair of events to belong to the same multiplet. Schaff & Waldhauser (2005) make a selection of events below a maximum inter-event separation distance of 5km, to avoid unnecessary processing time, and set C th =0.7 for the cross-correlation of P-wave trains.…”

Section: Stopping Rules / Thresholdsmentioning

confidence: 99%

“…It is, of course, difficult to automatically decide whether the offset is vertical or horizontal with information from a single station (R st ), so to simplify the problem, a vertical offset is considered and travel-time differences in other SoI are adjusted according to their hypocentral distance ratio against the one of the R st . In any case, the differences are not expected to be too large, otherwise they would also greatly affect the cross-correlation maximum (Han et al, 2014), and will most likely be significant only for the closer SoI with small S-P differences.…”

Section: Direct Event-associationmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Spatiotemporal patterns of microseismicity for the identification of active fault structures using seismic waveform cross-correlation and double-difference relocation

Kapetanidis¹,

Καπετανίδης²

View full text Add to dashboard Cite

Οι σεισμικές ακολουθίες χαρακτηρίζονται συχνά από διακριτά μοτίβα, όπως χωρικές και χρονικές συστάδες, μονόπλευρη, αμφίπλευρη ή ακτινική μετανάστευση υποκέντρων και εξάρσεις στο ρυθμό σεισμικότητας. Αυτά εξαρτώνται από τη γεωμετρία του δικτύου ρηγμάτων, το καθεστώς τάσεων περιφερειακής κλίμακας με τοπικές ανωμαλίες εξαιτίας ανακατανομής τάσεων ύστερα από ισχυρά γεγονότα ή ασεισμικούς παράγοντες όπως ερπυσμό και διάχυση ρευστών υπό πίεση. Είναι σύνηθες στη χωρικά συσταδοποιημένη σεισμικότητα να εμφανίζονται σεισμοί με όμοιες εστιακές παραμέτρους (σμηνοσεισμοί, ή multiplets), οι οποίοι παράγουν όμοιες σεισμικές αναγραφές. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αξιοποιείται το φαινόμενο της ομοιότητας κυματομορφών με σκοπό τη βελτίωση της χωροχρονικής κατανομής των σεισμών ενός καταλόγου, τόσο σε ποσότητα δεδομένων, μέσω μεθόδων ημιαυτόματης ανίχνευσης και εντοπισμού, όσο και σε ποιότητα, εφαρμόζοντας επαναπροσδιορισμό υψηλής ευκρίνειας με τη μέθοδο των διπλών διαφορών που ελαχιστοποιεί τις αβεβαιότητες των σχετικών υποκεντρικών θέσεων. Η προτιμώμενη μέθοδος για τη μέτρηση της ομοιότητας κυματομορφών είναι το μέγιστο της συνάρτησης ετεροσυσχέτισης στο πεδίο του χρόνου. Τα χαρακτηριστικά της εξετάζονται ως προς διάφορες παραμέτρους, όπως τα συχνοτικά φίλτρα που εφαρμόζονται, το μήκος παραθύρου και η διάρκεια της σεισμικής πηγής, καθώς και τη βέλτιστη τιμή κατωφλίου για συσταδοποίηση με σύνδεση του «πλησιέστερου γείτονα». Αναπτύχθηκε μια ημιαυτόματη μέθοδος προσδιορισμού χρόνων άφιξης, βασισμένη στην τεχνική του «ανιχνευτή συσχέτισης» που αξιοποιεί την ομοιότητα κυματομορφών σε πολλαπλούς σταθμούς. Η μέθοδος αυτή έχει τροποποιηθεί σε έναν υβριδικό αλγόριθμο που συνδυάζει την αυξημένη ανιχνευσιμότητα ενός μεμονωμένου σταθμού με έναν υψηλής ευαισθησίας αυτόματο αλγόριθμο προσδιορισμού του χρόνου άφιξης σεισμικών φάσεων, ο οποίος βασίζεται στο Κριτήριο Πληροφορίας του Akaike και σε στατιστική ανώτερης τάξεως (κύρτωση και λοξότητα). Περιγράφεται, επίσης, μία μέθοδος προσδιορισμού του μεγέθους σεισμικής ροπής μέσα από φασματική ανάλυση, με έμφαση σε τροποποιήσεις που επιτρέπουν τον υπολογισμό του σε τοπικούς μικροσεισμούς με στενό συχνοτικό εύρος και χαμηλό λόγο σήματος προς θόρυβο. Οι αλγόριθμοι που αναπτύχθηκαν επιτρέπουν τον δεκαπλασιασμό της ποσότητας σεισμών ενός σεισμικού καταλόγου και τη βελτίωση της πληρότητάς του κατά περίπου μία τάξη μεγέθους.Παρουσιάζονται διάφορες μελέτες περιπτώσεων που περιλαμβάνουν πρότυπα μετασεισμικών ακολουθιών (όπως για τους σεισμούς της Ανδραβίδας το 2008, της Κεφαλονιάς το 2014 και της Λευκάδας το 2015) καθώς και σεισμικών σμηνών (όπως στη Λίμνη Τριχωνίδα το 2007, την Οιχαλία το 2011 και την Ελίκη το 2013). Η κύρια περιοχή μελέτης είναι ο δυτικός Κορινθιακός Κόλπος, με ειδική έμφαση σε σεισμούς που καταγράφηκαν την περίοδο 2000-2007 από το τοπικό δίκτυο Corinth Rift Laboratory (CRL). Οι επαναπροσδιορισμένοι κατάλογοι, ύστερα από χωρική συσταδοποίηση και διαχωρισμό σε διαδοχικές χρονικές περιόδους, διερευνώνται μέσω πολλαπλών εγκάρσιων τομών και χωροχρονικών προβολών. Η εξέλιξη του ιστορικού των σμηνοσεισμών δίνει μία εικόνα για τον τρόπο με τον οποίο εξαπλώνεται η σεισμικότητα σε νέα τμήματα ρηγμάτων που δεν είχαν διαρρηχθεί, την προϋπάρχουσα δραστηριότητα σε περιοχές που αργότερα έδωσαν ισχυρές σεισμικές συστάδες και την επαναλαμβανόμενη σεισμικότητα σε τμήματα ρηξιγενών ζωνών. Όπου τα δεδομένα το επιτρέπουν, κατασκευάζονται σύνθετοι μηχανισμοί γένεσης για χωρικές συστάδες ή ομάδες σμηνοσεισμών που βοηθούν συμπληρωματικά στην ερμηνεία της χωρικής ανάλυσης και τον προσδιορισμό των ενεργοποιημένων ρηξιγενών δομών. Αναζητούνται μοτίβα χωροχρονικής σεισμικής μετανάστευσης που αποκαλύπτουν την πιθανή επίδραση ρευστών κατά τη διάρκεια σεισμικών σμηνών και προσδιορίζονται παράμετροι όπως η υδραυλική διαχυτικότητα και η ταχύτητα μετανάστευσης. Τέλος, εξετάζεται η συνεισφορά ασεισμικών παραγόντων μέσα από μοντέλα ETAS (Μετασεισμική Ακολουθία Σποραδικού Τύπου) που παρέχουν, επιπροσθέτως, πληροφορία για την παραγωγικότητα μετασεισμών και τον ρυθμό απόσβεσης.

show abstract

Small‐Magnitude Seismic Swarms in Central Utah (US): Interactions of Regional Tectonics, Local Structures and Hydrothermal Systems

Petersen

Pankow

2023

Geochem Geophys Geosyst

View full text Add to dashboard Cite

Swarms in Central Utah are situated in the complex transition between the Basin and Range (BR) province and the Colorado Plateau. Transecting transverse structures, volcanic deposits, and hydrothermal systems complicate the extensional BR horst and graben structures and provide a multitude of plausible triggering mechanisms. Revisiting the catalog of the University of Utah Seismograph Stations (1981–2022), we analyze spatio‐temporal patterns and characteristic features of seismic sequences. Swarms with alternating seismicity rates, bursts, and longer swarms with persistent moment release exhibit a remarkable diversity in temporal evolution. Swarm durations do not scale with cumulative seismic moment: swarms lasting less than 1 day can have similar cumulative seismic moments as month‐long swarms. We observe stationary swarms re‐occurring for years (e.g., Mineral Mountains), as well as singular swarms in low‐seismicity areas (e.g., activating a local structure in Milford, 2021). The swarms show a pronounced heterogeneity in triggering and driving mechanisms, observed in the detailed analysis of exemplary sequences (detections, relocations, moment tensors, waveform‐based clustering, and repeater analysis). The 2022 Sevier Valley sequence activated a BR‐related normal fault, the first resolved fault plane in the valley since 1983. The 2011 Circleville sequence is interpreted as a swarm triggered by mainshock‐aftershock activity characterized by increasing magnitudes, changing rupture mechanisms, and a concentration of highly similar events in the second part of the sequence. By jointly discussing exemplary sequences and catalog statistics, we draw a comprehensive picture of swarm activity and its relation to geothermal and tectonic activity.

show abstract

Cross-correlation Coefficients for the Study of Repeating Earthquakes: An Investigation of Two Empirical Assumptions/Conventions in Seismological Interpretation Practice

Cited by 5 publications

References 23 publications

Clusty, the waveform-based network similarity clustering toolbox: concept and application to image complex faulting offshore Zakynthos (Greece)

Clusty, the waveform-based network similarity clustering toolbox: concept and application to image complex faulting offshore Zakynthos (Greece)

Spatiotemporal patterns of microseismicity for the identification of active fault structures using seismic waveform cross-correlation and double-difference relocation

Small‐Magnitude Seismic Swarms in Central Utah (US): Interactions of Regional Tectonics, Local Structures and Hydrothermal Systems

Contact Info

Product

Resources

About