Satellite Registration of Anomalies of Various Geophysical Fields during the Preparation of Destructive Earthquakes in Turkey in February 2023

V. G. Bondur; Бондур В. Г.; M. N. Tsidilina; Цидилина М. Н.; E. V. Gaponova; Гапонова Е. В.; O. S. Voronova; Воронова О. С.; M. V. Gaponova; Гапонова М. В.; N. V. Feoktistova; Феоктистова Н. В.; A. L. Zima; Зима А. Л.

doi:10.31857/S0205961423340018

Satellite Registration of Anomalies of Various Geophysical Fields during the Preparation of Destructive Earthquakes in Turkey in February 2023

Authors: Bondur V.G.¹, Tsidilina M.N.¹, Gaponova E.V.¹, Voronova O.S.¹, Gaponova M.V.¹, Feoktistova N.V.¹, Zima A.L.¹
Affiliations:
1. Institute for Scientific Research of Aerospace Monitoring “AEROCOSMOS”
Issue: No 4 (2023)
Pages: 3-25
Section: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ О ЗЕМЛЕ
URL: https://journal-vniispk.ru/0205-9614/article/view/136964
DOI: https://doi.org/10.31857/S0205961423340018
EDN: https://elibrary.ru/RHSWXV
ID: 136964

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Studies of variations in the parameters of various geophysical fields were carried out using satellite data during the preparation of destructive earthquakes with magnitudes of 6 ≤ M ≤ 7.8 that occurred in Turkey in February 2023. It was found that the anomalies of these parameters manifested themselves from 34 to 25 days before the earthquakes as a sharp decrease in the values of relative humidity and outgoing longwave radiation, as well as in an increase in the density of local lineaments. An increase in surface skin temperature, surface air temperature, relative humidity, outgoing longwave radiation, as well as in the values of the aerosol optical depth and ionospheric total electron content was revealed 19–9 days before the analyzed seismic events. 5–2 days before these earthquakes, a decrease in the surface skin temperature, surface air temperature, the flux of outgoing longwave radiation, the ionospheric total electron content, as well as an increase in relative humidity and in the length of the secants of the rose diagrams of regional lineaments were recorded. Quantitative characteristics of these anomalies were identified.

Keywords

satellite imagery, remote sensing, earthquakes, seismic danger areas, geodynamics, lineaments, thermal fields, ionosphere

References

Акопян С.Ц., Бондур В.Г., Рогожин Е.А. Технология мониторинга и прогнозирования сильных землетрясений на территории России с использованием метода сейсмической энтропии // Физика Земли. 2017. № 1. С. 34–53. https://doi.org/10.7868/S0002333717010021
Бондур В.Г., Воронова О.С. Исследования тепловых полей перед сильными землетрясениями в Турции 8 марта 2010 г. (М = 6.1) и 24 января 2020 г. (М = 6.7) // Исслед. Земли из космоса. 2020. № 6. С. 3–16. https://doi.org/10.31857/S0205961420060032
Бондур В.Г., Воронова О.С. Регистрация из космоса аномальных вариаций тепловых полей при сейсмических событиях на территории Северного Кавказа с 2017 по 2022 гг. // Исслед. Земли из космоса 2022. № 6. С. 1–14. https://doi.org/10.31857/S0205961422060021
Бондур В.Г., Гапонова Е.В. Регистрация из космоса аномальных вариаций линеаментных систем Байкальской рифтовой зоны в период землетрясения с магнитудой М = 5.6, состоявшегося 21 сентября 2020 г. // Исслед. Земли из космоса. 2021. № 2. С. 3–14. https://doi.org/10.31857/S0205961421020020
Бондур В.Г., Гарагаш И.А, Гохберг М.Б., Родкин М.В. Эволюция напряженного состояния Южной Калифорнии на основе геомеханической модели и текущей сейсмичности // Физика Земли. 2016 (а). № 1. С. 120–132. https://doi.org/10.7868/S000233371601004X
Бондур В.Г., Гарагаш И.А., Гохберг М.Б. Крупномасштабное взаимодействие сейсмоактивных тектонических провинций. На примере Южной Калифорнии // Докл. АН. 2016 (б). Т. 466. № 5. С. 598–601. https://doi.org/10.7868/S0869565216050170
Бондур В.Г., Гарагаш И.А., Гохберг М.Б., Лапшин В.М., Нечаев Ю.В. Связь между вариациями напряженно-деформированного состояния земной коры и сейсмической активностью на примере Южной Калифорнии // Докл. АН. 2010. Т430. № 3. С. 400–404.
Бондур В.Г., Зверев А.Т. Космический метод прогноза землетрясений на основе анализа динамики систем линеаментов // Исслед. Земли из космоса. 2005. № 3. С. 37–52.
Бондур В.Г., Зверев А.Т. Механизмы формирования линеаментов, регистрируемых на космических изображениях при мониторинге сейсмоопасных территорий // Исслед. Земли из космоса. 2007. № 1. С. 47–56.
Бондур В.Г., Зверев А.Т., Гапонова Е.В. Предвестниковая изменчивость линеаментных систем, выявляемых по космическим изображениям, в период сильных землетрясений // Исслед. Земли из космоса. 2016 (в). № 3. С. 3–12. https://doi.org/10.7868/S0205961416030027
Бондур В.Г., Крапивин В.Ф., Савиных В.П. Мониторинг и прогнозирование природных катастроф. М: Научный мир, 2009. 692 с.
Бондур В.Г., Смирнов В.М. Метод мониторинга сейсмоопасных территорий по ионосферным вариациям, регистрируемым спутниковыми навигационными системами // Докл. АН. 2005. Т. 402. № 5. С. 675–679.
Бондур В.Г., Цидилина М.Н., Гапонова Е.В., Воронова О.С. Совместный анализ аномальных вариаций различных геофизических полей по космическим данным при подготовке землетрясения в районе оз. Байкал 22 сентября 2020 г. (М = 5.6) // Исслед. Земли из космоса, 2022. № 5.С. 1–18. https://doi.org/10.31857/S0205961422050049
Бондур В.Г., Цидилина М.Н., Воронова О.С., Феоктистова Н.В. Исследование из космоса аномальных вариаций различных геофизических полей при подготовке серии сильных землетрясений в Италии в 2016–2017 гг. // Исслед. Земли из космоса, 2021(б).№ 6. С. 1–20. https://doi.org/10.31857/S0205961421060038
Бондур В.Г., Цидилина М.Н., Гапонова Е.В., Воронова О.С. Совместный анализ аномалий различных геофизических полей, регистрируемых из космоса, при подготовке сильных землетрясений в Калифорнии // Исслед. Земли из космоса. 2020. № 5. С. 3–24.
Бондур В.Г., Чимитдоржиев Т.Н., Дмитриев А.В. Аномальная геодинамика перед землетрясением 2023 г. в Турции по данным спутниковой радарной интерферометрии 2018–2023 гг. // Исслед. Земли из космоса. 2023. № 3. С. 3–12. https://doi.org/10.31857/S0205961423030090
Бондур В.Г., Чимитдоржиев Т.Н., Тубанов Ц.А., Дмитриев А.В., Дагуров П.Н. Анализ динамики блоково-разломной структуры в районе землетрясений 2008 и 2020 гг. на южном Байкале методами спутниковой радиоинтерферометрии // Докл. АН. 2021(а). https://doi.org/10.31857/S268673972108003X
Златопольский А.А. Методика измерения ориентационных характеристик данных дистанционного зондирования (технология LESSA) / А.А. Златопольский // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 5. № 1. С. 102–112.
Киссин И.Г. О системном подходе в проблеме прогноза землетрясений // Физика Земли, 2013. № 4. С. 145–160. https://doi.org/10.7868/S0002333713040054
Короновский Н.В., Златопольский А.А., Иванченко Г.Н. Автоматизированное дешифрирование космических снимков с целью структурного анализа // Исслед. Земли из космоса. 1986. № 1. С. 111–118.
Кронберг П. Дистанционное изучение Земли: основы и методы дистанционных исследований. М.: Мир, 1988, 350 с.
Михайлов В.О., Назарян А.Н., Смирнов В.Б., Диаман М., Шапиро Н.М., Киселева Е.А., Тихоцкий С.А., Поляков С.А., Смольянинова Е.И., Тимошкина Е.П. Совместная интерпретация данных дифференциальной спутниковой интерферометрии и GPS на примере Алтайского (Чуйского) землетрясения 27.09.2003 г. // Физика Земли, 2010. № 2. С. 3–16.
Моги К. Предсказание землетрясений // М.: Мир. 1988. 382 с.
МЧС России [Электронный ресурс], URL: https://mchs.gov.ru/ (дата обращения 28 марта 2023).
Пулинец С.А., Бондур В.Г., Цидилина М.Н., Гапонова М.В. Проверка концепции сейсмо-ионосферных связей в спокойных гелиогеомагнитных условиях на примере Венчуаньского землетрясения в Китае 12 мая 2008 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2010. Т. 50. № 2. С. 240–252.
Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. М.: Наука, 2003, 270 с.
Служба Срочных Донесений [Электронный ресурс], URL http://www.ceme.gsras.ru/new/ssd_news.htm (дата обращения 28 марта 2023).
Трифонов В.Г. Труды геологического института. Вып. 614. Неотектоника подвижных поясов: Отв. ред. К.Е. Дегтярёв. М.: ГЕОС, 2017. 180 с.
Akhoondzadeh M. Ant Colony Optimization detects anomalous aerosol variations associated with the Chile earthquake of 27 February 2010. Advances in Space Research 2015. V. 55. P. 1754–1763.
Akhoondzadeh M., Marchetti D. Study of the Preparation Phase of Turkey’s Powerful Earthquake (6 February 2023) by a Geophysical MultiParametric Fuzzy Inference System. Remote Sens. 2023. V. 15. P. 2224. https://doi.org/10.3390/rs15092224
Berardino P., Fornaro G., Lanari R., Sansosti E. A new algorithm for surface deformation monitoring based on small baseline differential SAR interferograms // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2002. V. 40. № 11. P. 2375–2383. https://doi.org/10.1109/TGRS.2002.803792
Bondur V.G., Gokhberg M.B., Garagash I.A., Alekseev D.A. Revealing Short-Term Precursors of the Strong M > 7 Earthquakes in Southern California from the Simulated Stress–Strain State Patterns Exploiting Geomechanical Model and Seismic Catalog Data // Frontiers in Earth Science. 2020. V. 8. P. 571700. https://doi.org/10.3389/feart.2020.571700
Ferretti A., Prati C., Rocca F. Permanent scatterers in SAR interferometry // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2001. V. 39. P. 8–20. https://doi.org/10.1109/36.898661
Ganguly N.D. Atmospheric changes observed during April 2015 Nepal earthquake // J. Atmos. Sol. Terr. Phys. 2016. V. 140. P. 16–22. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2016.01.017
Hearty T., Savtchenko A., Theobald M., Ding F., Esfandiari E., Vollmer B. // Readme document for AIRS version 006 products, Readme, NASA GES DISC Goddard Earth Sci. Data and Inf. Serv. Cent., Greenbelt, Md. 2013. 14 p.
Keilis-Borok V., Gabrielov A., Soloviev A. Geo-complexity and earthquake prediction // In: Meyers R. (ed.) Encyclopedia of Complexity and Systems Science, Springer, New York, 2009. P. 4178–4194.
Lyapustin A., Wang Y. MCD19A2 MODIS/Terra + Aqua Land Aerosol Optical Depth Daily L2G Global 1 km SIN Grid V006 [Data set] // NASA EOSDIS Land Processes DAAC. 2018. 19 p. https://doi.org/10.5067/MODIS/MCD19A2.006
Mehta A., Susskind J. Outgoing longwave radiation from the TOVS Pathfinder Path A data set // J. Geophysical Research: Atmospheres. 1999. V. 104. № D10, P. 12193–12212. https://doi.org/10.1029/1999jd900059
Molchan G., Keilis-Borok V. Seismology Earthquake prediction: probabilistic aspect. Geophys. J. Int. 2008. V. 173. P. 1012–1017.
Noll C. The Crustal Dynamics Data Information System: A resource to support scientific analysis using space geodesy, Advances in Space Research, 2010. V. 45. № 12. P. 1421–1440.https://doi.org/10.1016/j.asr.2010.01.018
Okada Y., Mukai S., Singh R.P. Changes in atmospheric aerosol parameters after Gujarat earthquake of January 26, 2001. Adv. Space Res. 2004. V. 33. № 3. P. 254–258. https://doi.org/10.1016/S0273-1177(03)00474-5
Pulinets S., Tsidilina M., Ouzounov D., Davidenko D. From Hector Mine M7.1 to Ridgecrest M7.1 Earthquake. A Look from a 20-Year Perspective// Atmosphere. 2021. V. 12. P. 262. https://doi.org/10.3390/atmos12020262
Pulinets S.A., Ouzounov D., Lithosphere–atmosphere–ionosphere coupling (LAIC) model – an unified concept for earthquake precursors validation. J. Asian Earth Sci. 2011. V. 41. P. 371–382.
Pulinets S.A., Ouzounov D., Karelin A.V., Boyarchuk K.A., Pokhmelnykh L.A. The physical nature of thermal anomalies observed before strong earthquakes. Physics and Chemistry of the Earth, 2006. Parts A/B/C. V. 31. № 4–9. P. 143–153. https://doi.org/10.1016/j.pce.2006.02.042
Ruzmaikin A., Aumann H.H., Manning E.M. Relative Humidity in the Troposphere with AIRS // J. Atmospheric Sciences. 2014. V. 71. № 7. P. 2516–2533. https://doi.org/10.1175/jas-d-13-0363.1
Soujan Ghosh, Sudipta Sasmal, Manish Naja, Stelios Potirakis, Masashi Hayakawa. Study of aerosol anomaly associated with large earthquakes (M > 6), Advances in Space Research. 2023. V. 71. № 1. P. 129–143. https://doi.org/10.1016/j.asr.2022.08.051
Tronin A.A. Satellite Remote Sensing in Seismology. A Review // Remote Sensing, 2010. V. 2. № 1. P. 124–150.
Xu Y., Li T., Tang X., Zhang X., Fan H., Wang Y. Research on the Applicability of DInSAR, Stacking-InSAR and SBAS-InSAR for Mining Region Subsidence Detection in the Datong Coalfield // Remote Sensing. 2022. V. 14. P. 3314. https://doi.org/10.3390/rs14143314
Zhang L., Dai K., Deng, J. Ge D., Liang R., Li W., Xu Q. Identifying Potential Landslides by Stacking-InSAR in Southwestern China and Its Performance Comparison with SBAS-InSAR // Remote Sensing. 2021. V. 13. P. 3662. https://doi.org/10.3390/rs13183662
Dal Zilio L., Ampuero J.P. Earthquake doublet in Turkey and Syria. Commun Earth Environ 2023. V. 4. P. 71. https://doi.org/10.1038/s43247-023-00747-z
Zhu F., Jiang Y., Investigation of GIM-TEC disturbances before M ≥ 6.0 inland earthquakes during 2003–2017. Sci. Rep. 2020. V. 10. P. 18038. https://doi.org/10.1038/s41598-020-74995-w