AMBIENT SEISMIC NOISE VARIATIONS BEFORE EARTHQUAKES IN THE BAIKAL RIFT SYSTEM

This paper proposes a method to observe the pre-earthquake features based on the variations in ambient noises using local moderate and strong seismic events as an example. Eight earthquakes in the Baikal rift system with energy classes K=10.1–15.9 were associated to a significant decrease in the level of ambient noises at epicentral distances from 3 to 81 km a few hours before the shock. The observed decrease in the ambient noise level can be classified as a short-term precursor of the medium consolidation 4–5 hours before the earthquake

Geodynamic conditions for Cenozoic activation of tectonic structures in Southeastern Mongolia

The knowledge of the neotectonic structures inSoutheastern Mongolia, that is considerably distant from the active plate boundaries, is important for determining a source of tectonic deformation and regular features of activation in the intracontinental setting. Our research was focused on the East Gobi and South Gobi depressions located inSoutheastern Mongolia, which developed since the Mesozoic and were activated to various degrees in the neotectonic stage. The study aimed to assess the paleostress state of the crust inSoutheastern Mongolia, identify the stages, factors and mechanisms of the Cenozoic activation of the regional structures of different strike, and determine the sources of activation. The analysis of the available literature suggests a similar history of their development in the Late Jurassic – Early Cretaceous (rifting) and Late Cretaceous – Paleogene (tectonic quiescence). In the Cenozoic stage, the depressions experienced activation of completely different styles. In theEast Gobidepression, left-lateral strike-slip faults were activated in the Tertiary, and the post-Late Cretaceous thrusting took place along the northeastern faults on the northern slope of the Totoshan uplift. In the Early Cenozoic, the N-S and N-W compression was dominant as evidenced by the deformed Late Cretaceous sediments and the reconstructed stress tensors typical of the compression and transpression regimes. An overview of the published data suggests that the most probable cause of such deformation was the impact of the Western Pacific zone of plate interaction. However, a potential influence of compression at the early stages of the Indo-Asian collision cannot be completely excluded. TheEast Gobidepression was low active in the second half of the Cenozoic. In contrast to the East Gobi depression, theSouth Gobiactivation began in the Late Cenozoic (Late Miocene – Early Pliocene). Young uplifts and forbergs (Gobi Altai eastern termination) developed actively and ‘cut’ the sediments of the basins originating from the Mesozoic. The W-E and N-W strike-slip and thrust faults were active in the Pliocene–Quaternary. The stress field reconstructions show compression, transpression and strike-slip regimes with the NE-trending axis of compression. Deformation in the East Goby Altay (as well as in Western andSouthwestern Mongolia) is driven by the India-Eurasia collision

Геодинамические условия кайнозойской активизации тектонических структур Юго-Восточной Монголии

The knowledge of the neotectonic structures inSoutheastern Mongolia, that is considerably distant from the active plate boundaries, is important for determining a source of tectonic deformation and regular features of activation in the intracontinental setting. Our research was focused on the East Gobi and South Gobi depressions located inSoutheastern Mongolia, which developed since the Mesozoic and were activated to various degrees in the neotectonic stage. The study aimed to assess the paleostress state of the crust inSoutheastern Mongolia, identify the stages, factors and mechanisms of the Cenozoic activation of the regional structures of different strike, and determine the sources of activation. The analysis of the available literature suggests a similar history of their development in the Late Jurassic – Early Cretaceous (rifting) and Late Cretaceous – Paleogene (tectonic quiescence). In the Cenozoic stage, the depressions experienced activation of completely different styles. In theEast Gobidepression, left-lateral strike-slip faults were activated in the Tertiary, and the post-Late Cretaceous thrusting took place along the northeastern faults on the northern slope of the Totoshan uplift. In the Early Cenozoic, the N-S and N-W compression was dominant as evidenced by the deformed Late Cretaceous sediments and the reconstructed stress tensors typical of the compression and transpression regimes. An overview of the published data suggests that the most probable cause of such deformation was the impact of the Western Pacific zone of plate interaction. However, a potential influence of compression at the early stages of the Indo-Asian collision cannot be completely excluded. TheEast Gobidepression was low active in the second half of the Cenozoic. In contrast to the East Gobi depression, theSouth Gobiactivation began in the Late Cenozoic (Late Miocene – Early Pliocene). Young uplifts and forbergs (Gobi Altai eastern termination) developed actively and ‘cut’ the sediments of the basins originating from the Mesozoic. The W-E and N-W strike-slip and thrust faults were active in the Pliocene–Quaternary. The stress field reconstructions show compression, transpression and strike-slip regimes with the NE-trending axis of compression. Deformation in the East Goby Altay (as well as in Western andSouthwestern Mongolia) is driven by the India-Eurasia collision.Неотектонические структуры юго-восточной части территории Монголии значительно удаленной от активных границ, представляют большой интерес с точки зрения определения источника тектонических деформаций и закономерностей их активизации во внутриконтинентальных условиях. Наши исследования были сосредоточены на части Юго-Восточной Монголии, в которой выделяются в разной степени активизированные на неотектоническом этапе мезозойские Восточно-Гобийская и Южно-Гобийская депрессии. Задача настоящей работы – оценка палеонапряженного состояния земной коры этой территории, выявление этапов и механизмов кайнозойской активизации структур разного простирания и определение ее источников. Сопоставление литературных данных о геологической истории развитии Восточно-Гобийской и Южно-Гобийской депрессий свидетельствует о единой истории развития территории в позднеюрско-раннемеловое (рифтообразование) и позднемеловое – палеогеновое время (режим тектонической стабилизации). На кайнозойском этапе эти впадины испытали совершенно различную по стилю активизацию. Помимо активизации левосторонними сдвигами в Восточно-Гобийской впадине в третичное время эта территория характеризуется развитием постпозднемеловых надвигов на ряде северо-восточных разломов в северном борту Тотошанского поднятия. Деформации позднемеловых осадков и реконструкции стресс-тензоров режима сжатия и транспрессии в зонах разломов свидетельствуют о субмеридиональном и СЗ сжатии в раннем кайнозое. Суммируя литературные данные, можно заключить, что наиболее вероятным источником этих деформаций могла быть Западно-Тихоокеанская зона межплитных взаимодействий. Нельзя также полностью отрицать возможность влияния процессов сжатия, происходивших на ранних стадиях в зоне Индо-Азиатской коллизии. Во второй половине кайнозоя эта территория была малоактивна. Активизация Южно-Гобийской депрессии в отличие от Восточно-Гобийской началась с позднего кайнозоя (конца миоцена – начала плиоцена). В этом районе происходит активное формирование рельефа с образованием молодых поднятий и форбергов (восточное окончание Гобийского Алтая), «протыкающих» осадки уже существовавших с мезозоя впадин. Эта территория характеризуется признаками плиоцен-четвертичной активности субширотных и СЗ сдвигов и надвигов. Реконструкции полей напряжений характеризуют режимы сжатия, транспрессии и сдвига с ориентировкой оси сжатия на северо-восток. Источником этих деформаций, так же как и деформаций структур Западной и Юго-Западной Монголии, являются процессы конвергенции Индостана и Евразии

COSEISMIC EFFECTS OF THE 11 JANUARY 2021 HOVSGOL, MONGOLIA, EARTHQUAKE

The research provides an example of the GPS time series processing for monitoring of horizontal coseismic displacements during the 11 January 2021 M 6.7 Hovsgol earthquake, Mongolia. There has been developed a methodological approach to the study of coseismic displacements at the time of the earthquake. This paper presents the results of determining the values of horizontal coseismic displacements which are 0.6 mm in the junction zone between the Hovsgol and Tunka depressions and hundredths of a millimeter for the Siberian block and Transbaikalia areas. For stations located on the southern margin of the Siberian block and stations in Transbaikalia, the vectors of coseismic displacements are directed to the west. The calculated displacement vectors of the stations near the epicenter (MNDY and BADG) are directed to the southeast

ВАРИАЦИИ УРОВНЯ МИКРОСЕЙСМ ПЕРЕД ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯМИ В БАЙКАЛЬСКОЙ РИФТОВОЙ СИСТЕМЕ

This paper proposes a method to observe the pre-earthquake features based on the variations in ambient noises using local moderate and strong seismic events as an example. Eight earthquakes in the Baikal rift system with energy classes K=10.1–15.9 were associated to a significant decrease in the level of ambient noises at epicentral distances from 3 to 81 km a few hours before the shock. The observed decrease in the ambient noise level can be classified as a short-term precursor of the medium consolidation 4–5 hours before the earthquake.В работе показана методика обнаружения признаков подготовки землетрясений по данным о вариациях микросейсмического шума на примере близких умеренных и сильных сейсмических событий. Для восьми землетрясений Байкальской рифтовой системы с энергетическим классом К=10.1–15.9 на эпицентральных расстояниях от 3 до 81 км установлено значимое понижение уровня микросейсмического шума за несколько часов перед толчком. Зафиксированное понижение уровня может классифицироваться как краткосрочный предвестник, связанный с консолидацией среды за 4–5 часов до землетрясения

КАЙНОЗОЙСКОЕ НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ МОНГОЛИИ ПО ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНЫМ ДАННЫМ (ОБЗОР)

This article gives a chronological review of the main published research results concerning the Cenozoic crustal stress-strain state in Mongolia and adjacent territories. The studies commenced in the southern Baikal rift zone in the 1970s and were extended further southwards to cover mobile regions neighbouring the Siberian platform. Geological, structural and morphostructural data were collected and analysed to define the crustal stress types and spatial characteristics. The authors have consolidated their reconstructions of the crustal stress-strain state of Mongolia, which were based on tectonic fracturing data and displacements along fractures in fault zones active in the Cenozoic. We consolidated a database of reconstructed stress tensors, which now contains more than 750+ solutions. The Late Cenozoic stress field was mapped. The map shows domains differing in types of the paleostress state of the crust. The reconstructions were compared to our calculations of the present-day crustal stress state, which were based on earthquake focal mechanisms, and to calculations by other authors. At the Late Cenozoic and current stages, the maximum horizontal compression axis (SHmax) has varying orientations, from submeridional (Western Mongolia) to NE and ENE (Eastern Mongolia). The role of compression increases from the northern domains, where the reconstructions show shear and transtension, to the southern domains with prevailing transpression and compression. Regular changes occur in the stress state and rupture parageneses along the largest latitudinal faults, North Khangai and Dolinoozersky; such changes are related to left-lateral strike-slip faulting. We analysed the sequence of the occurrence of stress fields differing in types and spatial characteristics, and revealed the main regularities in the evolution of the crustal stress-strain state in time. In the Cenozoic history of crust deformation in Mongolia, we can distinguish several episodes that differ in the dominant impacts of various tectonic force sources or combinations of such impacts. At the beginning of the Cenozoic, tectonic structures developed mainly under the influence of the interaction of East Asia and the Pacific Plate, which was manifested in the southeastern domains of the study area. The long-term SE-trending asthenospheric flow caused crustal stretching, which initiated the formation of tectonic structures comprising the Baikal rift system. Starting from the Pliocene, crustal stretching took place in combination with NNE compression caused by the India–Eurasia convergence. As a result, shearing occurred along the large faults. At this background, the Khangai and Khentei uplifts (including crust extension zones at their crests) are large structures that developed due to the dynamic effect of local mantle anomalies.Приведены основные опубликованные результаты исследований кайнозойского напряженнодеформированного состояния земной коры Монголии и сопредельных территорий юга Сибири в хронологической последовательности. Эти исследования, начатые в 70-х годах ХХ века в южной части Байкальской рифтовой системы, были распространены на подвижные области, примыкающие с юга к Сибирской платформе. Выводы о типе напряженного состояния земной коры и его пространственных характеристиках базировались как на геолого-структурных, так и на морфоструктурных данных. Обобщены авторские данные реконструкций напряженно-деформированного состояния земной коры территории Монголии по тектонической трещиноватости и смещениям по разрывам в зонах активных в кайнозое разломов. Созданная база данных реконструированных стресс-тензоров насчитывает более 750 решений. Составлена карта позднекайнозойского поля напряжений, и проведено районирование территории по типу палеонапряженного состояния земной коры. Реконструкции сопоставлены с результатами наших расчетов современного напряженного состояния земной коры с использованием данных о механизмах очагов землетрясений, а также с результатами расчетов других авторов. В целом ориентация осей максимального горизонтального сжатия SHmax позднекайнозойского и современного этапов варьируется от субмеридиональной, преобладающей на западе Монголии, до северо-восточной и восточно-северо-восточной, преобладающей на востоке. Роль сжатия повышается с севера территории, где реконструированы условия сдвига и транстенсии, на юг, где преобладают условия транспрессии и сжатия. Вдоль зон крупнейших широтных разломов, Северо-Хангайского и Долиноозерского, наблюдается закономерное изменение напряженного состояния и парагенезов разрывных структур, что связано с левосторонней сдвиговой кинематикой дизъюнктивов. Анализ последовательности проявления полей напряжений по типу и пространственным характеристикам позволил установить основные закономерности эволюции напряженно-деформированного состояния земной коры территории исследований во времени. Кайнозойская история деформирования земной коры Монголии включает эпизоды, в рамках которых преобладали воздействия от различных источников тектонических сил или сочетания этих воздействий. В начале кайнозоя основным фактором формирования тектонических структур являлось взаимодействие восточной части Азии и Тихоокеанской плиты, проявившееся в юго-восточной части территории. Растяжение земной коры, обусловленное длительно существующим процессом течения астеносферы в юго-восточном направлении, инициировало формирование структур Байкальской рифтовой системы, а с плиоцена оно взаимодействует с процессом северо-северо-восточного сжатия, вызванного конвергенцией Индостана и Евразии. Результатом этого взаимодействия являются сдвиговые движения по крупным разломам. Формирование на этом фоне крупных поднятий Хангая и Хэнтэя и растяжение в их присводовых частях обусловлены динамическим воздействием мантийных аномалий

МИГРАЦИИ РЕАЛИЗОВАННОЙ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В РАЗЛИЧНЫХ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

The properties of slow seismic activity migration have been revealed by the space-time analysis of the total earthquake energy (LgEsum). Our study of seismic activity covers the fragments of  the Central Asian, Pacific and Alpine seismic belts: the Baikal rift system (BRS, Russia), the San Andreas fault zone (California, USA), the Christchurch fault (New Zealand), the North and East Anatolian faults (Turkey), the Philippine subduction zone, and the central fragment of the Mid-Atlantic oceanic ridge. The chains of LgEsum clusters mark the propagation of the maximum stresses front in the weaker crust areas, the zones of fault dynamic influence, and the regions of conjugated tectonic structures. The migration process is characterized by a periodicity, changes in direction, and similar modular values of the migration rates within a single fault segment (or a fault zone), which is probably related to the mechanical and rheological crust and upper mantle properties. The data analysis shows that a strong earthquake source may occur at a location wherein the front of seismic activity propagates with periodical changes in direction, and such a source can develop within a period that is multiple of the migration fluctuations, probably associated with the influence of external periodic factors. The main periods of migration fluctuations (2–4 years, and 9–13 years, in different ratios) are present in the seismic regimes of different seismic belts. The migration rate, as well as the propagation velocity of the maximum stresses front, directly depends on the velocity of movements between the plates in the region.На основе пространственно-временного анализа суммарной энергии землетрясений (LgEsum) выделен ряд свойств медленной миграции сейсмической активности для фрагментов сейсмических поясов (Центрально-Азиатского, Тихоокеанского и Альпийского): Байкальской рифтовой системы (БРС), разломной зоны Сан-Андреас (Калифорния), разломов Крайстчерч (Новая Зеландия), Северо- и Восточно-Анатолийского разломов (Турция), Филиппинской зоны субдукции и центрального фрагмента Срединно-Атлантического океанического хребта. Цепочки кластеров LgEsum маркируют распространение фронта максимальных напряжений в областях ослабления земной коры, зонах динамического влияния разломов и сочленения тектонических структур. Для процесса миграции свойственна периодичность, смена направления и близкие модульные значения скоростей в пределах сегмента единичного разлома или зоны разломов, что, вероятно, связано с механическими и реологическими свойствами земной коры и верхней мантии. Показано, что в местах периодической смены направления распространения фронта сейсмической активности в период, кратный колебаниям миграций, возможно связанный с воздействием внешних периодических факторов, может развиваться очаг сильного события. Основные периоды колебаний в миграционном процессе – 2–4 года и 9–13 лет – в разных соотношениях присутствуют в сейсмическом режиме различных сейсмических поясов. Отмечается прямая зависимость скорости миграции, а также скорости продвижения фронта максимальных напряжений от скорости межплитного движения в регионе

ANALYSIS OF THE SEISMIC AND IONOSPHERIC EFFECTS OF THE KUDARINSKY EARTHQUAKE ON DECEMBER 9, 2020

According to the data obtained on the equipment of the IEC SB RAS complex monitoring base for hazardous geological processes "Buguldeika" (Shared Research Facilities "Geodynamics and Geochronology" of IEC SB RAS) and Shared Research Facilities "Angara" of ISTP SB RAS an analysis of the characteristics of the Kudarinsky earthquake (09.12.2020) and the behaviour of the ionosphere during this event was carried out. The source parameters of the earthquake were obtained – the seismic moment of the earthquake (M0=3.02·1017 N·m), the moment magnitude (Mw=5.6), the source radius (2.43 km), and the stress drop (1.26 MPa).The analysis of the ionosphere behaviour carried out using GPS/GLONASS receivers did not reveal disturbances caused by the Kudarinsky earthquake, which is most likely due to the relatively small magnitude of this earthquake. An analysis of the observation series related to the Kudarinsky earthquake showed the efficiency of using the Core Facilities Centre equipment and complex monitoring bases for studying seismicity, which is the most dangerous natural process for the Baikal region

Парагенез активных разломов и позднекайнозойское напряженное состояние земной коры центральной части Монголии

Active faults of the Hangay-Hentiy tectonic saddle region in Central Mongolia are studied by space images interpretation, relief analysis, structural methods and tectonic stress reconstruction. The study results show that faults activation during the Late Cenozoic stage was selective, and a cluster pattern of active faults is typical for the study region. Morphological and genetic types and the kinematics of faults in the Hangay-Hentiy saddle region are related the direction of the ancient inherited structural heterogeneities. Latitudinal and WNW trending faults are left lateral strike-slips with reverse or thrust component (Dzhargalantgol and North Burd faults). NW trending faults are reverse faults or thrusts with left lateral horizontal component. NNW trending faults have right lateral horizontal component. The horizontal component of the displacements, as a rule, exceeds the vertical one. Brittle deformations in fault zones do not conform with the Pliocene and, for the most part, Pleistocene topography. With some caution it may be concluded that the last phase of revitalization of strike slip and reverse movements along the faults commenced in the Late Pleistocene. NE trending disjunctives are normal faults distributed mainly within the Hangay uplift. Their features are more early activation within the Late Cenozoic and the lack of relation to large linear structures of the previous tectonic stages. According to the stress tensor reconstructions of the last phase of deformation in zones of active faults of the Hangay-Hentiy saddle using data on tectonic fractures and fault displacements, it is revealed that conditions of compression and strike-slip with NNE direction of the axis of maximum compression were dominant. Stress tensors of extensional type with NNW direction of minimum compression are reconstructed for the Orkhon graben. It is concluded that the activation of faults in Central Mongolia in the Pleistocene-Holocene, as well as modern seismicity were controlled mainly by additional horizontal compression in the SW direction, which was associated with convergence of the Indian subcontinent and Eurasia. The influence of the asthenosphere flow in the SE direction at the base lithosphere is an additional factor facilitating strike-slip deformation of the crust in the study area and a possible explanation of divergent movements in the Baikal Rift, as well as the SE movement of the Amur plate. The Eastern Hangay crust is deformed under extension associated with a dynamic impact of the local mantle anomaly on the lithosphere. The boundary between the Amur plate and the Mongolian block (according to [Zonenshain, Savostin, 1979]) is fragmentary expressed in the tectonic structure. It represents a rim part of the deformation zone, embracing the Mongolian block and the adjacent uplifts of the Mongolian Altai, Tuva and Eastern Sayan. Along the boundary, compressive and transpressive strain occurred in the Pleistocene-Holocene.В пределах Хангай-Хэнтейской тектонической седловины в центральной части Монголии выполнены исследования активных разломов с применением дешифрирования космических снимков, анализа рельефа, геолого-структурных данных и реконструкции тектонических палеонапряжений. Показано, что активизация разломов на позднекайнозойском этапе происходила селективно и для района характерен кластерный тип локализации комплекса активных разломов. Кинематика разломов Хангай-Хэнтейской седловины и их морфолого-генетический тип связаны с простиранием наследуемой ими древней структурной неоднородности. Разломы широтного и ЗСЗ простирания являются левосторонними сдвигами при обязательном наличии взбросовой или надвиговой компоненты (Джаргалантгольский и Северо-Бурдский разломы). Разломы СЗ простирания являются взбросами или надвигами с левосторонней, а при отклонении к северу – правосторонней компонентой горизонтальных смещений (Тухмийннуур-Уртынгольский, Орхон-Сангийндалайнуурский и Ховрийнгол-Шарлийнгийнгольский разломы). Горизонтальная составляющая смещений, как правило, превышает вертикальную. Разрывные деформации в зонах разломов не конформны плиоценовому и, по большей части, плейстоценовому рельефу. С определенной долей осторожности можно заключить, что начало последнего этапа активизации сдвиговых и взбросовых движений по разломам относится к позднему плейстоцену. Разломы СВ простирания – сбросы, распространенные главным образом в пределах Хангайского поднятия. Их особенностями является более ранняя активизация в пределах позднего кайнозоя и отсутствие связи с крупными линейными структурами предыдущих тектонических этапов. Реконструкции стресс-тензоров последнего этапа деформаций в зонах активных разломов Хангай-Хэнтейской седловины по тектонической трещиноватости и смещениям по разрывам указывают на преобладание условий сжатия и сдвига с ССВ направлением оси максимального сжатия. В пределах Орхонского грабена реконструированы тензоры типа растяжения с ССЗ направлением оси минимального сжатия. Сделан вывод о том, что активизация разломов центральной части Монголии на плейстоцен-голоценовом этапе, а также современная сейсмичность контролируются в основном дополнительным горизонтальным сжатием в СВ направлении, связанным с процессом конвергенции Индостана и Евразии. Дополнительным фактором, позволяющим реализоваться сдвиговым деформациям в земной коре территории исследований и объясняющим дивергентные движения в Байкальском рифте, а также ЮВ движение Амурской плиты, является воздействие на подошву литосферы астеносферного потока в ЮВ направлении. Земная кора Восточного Хангая деформируется в условиях растяжения, которое связано с динамическим воздействием на литосферу локальной аномалии разуплотненного мантийного вещества. Граница между Амурской плитой и Монгольским блоком (по [Zonenshain, Savostin, 1979]) в тектонической структуре выражена фрагментарно и представляет собой краевую часть зоны деформаций, охватывающей Монгольский блок и прилегающие к нему поднятия Монгольского Алтая, Тувинского нагорья, Восточного Саяна. Вдоль границы на плейстоцен-голоценовом этапе реализуются деформации сжатия и транспрессии

Achilles tendon rupture prevention in physical activity and sports: predisposition factors

Objective: to summarize all clinically significant factors determining the Achilles tendon predisposition to rupture.Materials and methods: the basis of this scientific-analytical review was the analysis of data from the electronic portals PubMed-NCBI, Google Academy, and “Scientific electronic e-Library.ru”.Results: the presented literature review indicates that injuries and ruptures of the Achilles tendon can be provoked by numerous factors, among which genetic predisposition, individual anatomico-morphological features of the tendon complex structure, initial connective tissue failure, pathological changes in the Achilles tendon structure itself, foot and ankle deformities are of great importance. Men are more susceptible to this injury. Tendon injuries are most common either in 30–40 years, or in the period from 60 to 80 years. Professional athletes and people who lead sedentary lifestyles and do not exercise properly are at risk of Achilles tendon ruptures. Concomitant metabolic disorders and use of some medications also play an important role in the predisposition to this injury. Local corticosteroid injections pose a particular tendon rupture risk. The combination of several established factors significantly increases the likelihood of this emergency.Conclusions: early detection of predisposition to Achilles tendon rupture will allow timely development of effective measures for its prevention in physical training and sports