Применение метода ближайшего соседа для анализа вулканических роев по данным извержений вулканов Исландии Баурдарбунга и Фаградальсфьядль

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Работа посвящена анализу вопроса группирования событий вулканической сейсмичности, в особенности в вулканических роях. Были проанализированы вулканические рои, наблюдавшиеся при извержениях вулканов Баурдарбунга (2014 г.) и Фаградальсфьядль (2021 г.) в Исландии. В работе была предпринята попытка применить метод ближайшего соседа для обозначенной цели. Он позволяет выявлять группы с различными масштабами обобщенных расстояний, например, метод как правило выделяет две группы событий в тектонической сейсмичности и широко используется для идентификации афтершоков. В результате работы были выявлены значительные отличия в форме распределений обобщенных расстояний до ближайшего соседа для вулканической сейсмичности по сравнению с тектонической. А именно, обнаружено два типа одномодальных распределений, один из них наблюдается в основном перед извержением, а другой в процессе извержения. Первый тип, вероятно, обусловлен слиянием двух близких мод распределений и отражает внутреннюю неоднородность сейсмичности в такие периоды. Однако, одномодальность распределений затрудняет идентификацию событий с точки зрения связанных (кластеризованных) или независимых (фоновых). На основании полученных результатов можно предполагать, что до извержения доля фоновой сейсмичности колеблется около 70%, а во время извержения от 90 до 100%. Это может свидетельствовать о различных источниках сейсмичности на той или иной стадии извержения.

Об авторах

Е.  М Греков

Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики Российской академии наук (ИТПЗ РАН); Кафедра физики Земли Физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: grekov.em16@physics.msu.ru
ул. Профсоюзная, 84/32, Москва, 117997 Россия; Ленинские горы, 1, стр. 2, Москва, 119991 Россия

Список литературы

  1. Баранов С.В., Жукова С.А., Корчак П.А., Шебалин П.Н. Продуктивность техногенной сейсмичности // Физика Земли. 2020. C. 40–51. https://doi.org/10.31857/S0002333720030011
  2. Баранов С.В., Шебалин П.Н. Закономерности постсейсмических процессов и прогноз опасности сильных афтершоков. М.: РАН, 2019. 218 с.
  3. Гордеев Е.И. Сейсмичность вулканов и контроль вулканической активности // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2007. № 2. С. 38–45.
  4. Малютин П.А. Воздействие флюидных режимов на вариации продуктивности землетрясений по данным натурных экспериментов // Проблемы комплексного геофизического мониторинга сейсмоактивных регионов / Труды Девятой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием 24–30 сентября 2023 г. Петропавловск-Камчатский, 2023. С. 156–162.
  5. Маточкина С.Д. Проверка выполнения закона продуктивности землетрясений в условиях лабораторных экспериментов по разрушению горных пород // III Всероссийская научная конференция с международным участием “Современные методы оценки сейсмической опасности и прогноза землетрясений” (Москва, ИТПЗ РАН, 25–26 октября 2023 г.). М.: ИТПЗ РАН, 2023. С. 160‒164.
  6. Baiesi M., Paczuski M. Scale-free networks of earthquakes and aftershocks // Phys. Physical Rev. E // Statistical, nonlinear, and soft matter physics. 2004. V. 69. Iss. 066106. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.69.066106
  7. Bender B. Maximum likelihood estimation of b values for magnitude grouped data // Bull. of the Seismological Society of America. 1983. V. 73. P. 831‒851.
  8. Einarsson P., Brandsdóttir B. Seismicity of the Northern Volcanic Zone of Iceland // Front. Earth Sci. 2021. V. 9. 628967. https://doi.org/10.3389/feart.2021.628967
  9. Fischer T., Hrubcova P., Salama A., Doubravová J., Agustsdottir T., Gudnason E., Horalek J., Hersir G.P. Swarm seismicity illuminates stress transfer prior to the 2021 Fagradalsfjall eruption in Iceland // Earth and Planet. Sci. Lett. 2022. V. 594. 117685. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117685
  10. Jacobs K., Mcnutt S. Using seismic b-values to interpret seismicity rates and physical processes during the preeruptive earthquake swarm at Augustine Volcano 2005‒2006 // US Geological Survey Professional Paper. 2010. P. 59‒75.
  11. Jordan T.H. Far-field detection of slow precursors to fast seismic ruptures // Geophys. Res. Lett. 1991. V. 18. P. 2019–2022.
  12. Kanamori H. Energy release in great earthquakes // J. Geophys. Res. 1977. V. 82(20). P. 2981–2987.
  13. Mignan A., Woessner J. Estimating the magnitude of completeness for earthquake catalogs // Community Online Resource for Statistical Seismicity Analysis. 2012. https://doi.org/10.5078/corssa-00180805. Available at http://www.corssa.org
  14. Minakami T. Fundamental research for predicting volcanic eruptions. Part 1 // Bull. Earthq. Res. Inst. Univ. Tokyo. 1960. V. 38. P. 497–544.
  15. Molchan G. Interevent Time Distribution in Seismicity: A Theoretical Approach // Pure and Applied Geophysics. 2005. V. 162. https://doi.org/10.1007/s00024-004-2664-5
  16. Nandan S., Ram S., Ouillon G., Sornette D. Is Seismicity Operating at a Critical Point? // Phys. Rev. Lett. 2021. V. 126. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.128501
  17. Passarelli L., Rivalta E., Jónsson S., Hensch M., Metzger S., Jakobsdóttir S.S., Maccaferri F., Corbi F., Dahm T. Scaling and spatial complementarity of tectonic earthquake swarms // Earth and Planet. Sci. Lett. 2018. V. 482. P. 62‒70. http://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.10.052
  18. Roland E., Jeffrey J. McGuire. Earthquake swarms on transform faults // Geophys. J. International. 2009. V. 178. P. 1677‒1690.
  19. Shebalin P.N., Narteau C., Baranov S.V. Earthquake productivity law // Geophys. J. International. 2020. V. 222. Iss. 2. P. 1264–1269. https://doi.org/10.1093/gji/ggaa252
  20. Sigmundsson F., Hooper A., Hreinsdottir S., Vogfjörd K., Ofeigsson B., Heimisson E., Dumont S., Parks M., Spaans K., Gudmundsson G., Drouin V., Árnadóttir T., Jonsdottir K., Gudmundsson M., Högnadóttir T., Fridriksdottir H., Hensch M., Einarsson P., Magnússon E., Eibl E. Segmented lateral dyke growth in a rifting event at Bárðarbunga volcanic system, Iceland // Nature. 2015. V. 517. P. 191‒195.
  21. Sornette D., Helmstetter A. Endogeneous Versus Exogeneous Shocks in Systems with Memory // Phys. A: Statistical Mechanics and its Applications. 2003. V. 318. 577‒591. https://doi.org/10.1016/S0378-4371(02)01371-7
  22. Traversa P., Grasso J.-R. How is Volcano Seismicity Different from Tectonic Seismicity? // Bull. of the Seismological Society of America. 2010. V. 100. https://doi.org/10.1785/0120090214
  23. Zaliapin I., Ben-Zion Y. Earthquake clusters in southern California I: Identification and stability // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2013. V. 118. P. 2847–2864. https://doi.org/10.1002/jgrb.50179
  24. Zaliapin I., Gabrielov A., Keilis-Borok V.I., Wong H. Clustering analysis of seismicity and aftershock identification // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. 018501. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.018501

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».