Изменения сейсмических скоростей под вулканом Эбеко (Курильские острова) по наблюдениям в июле–августе 2021 года

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Представлены изменения сейсмических скоростей в северной части острова Парамушир (Курильские острова), где расположен действующий вулкан Эбеко. Были использованы данные сейсмической сети, функционировавшей в этом районе в 2021–2022 годах, с 1 июля по 15 августа 2021 года, когда работало большинство сейсмических станций сети. Изменения сейсмических скоростей были получены на основе функций взаимной кросс-корреляции сейсмического шума. Для выявления общих закономерностей в полученных кривых изменения скоростей был проведен кластерный анализ, в результате которого все кривые были разделены на две группы, имеющие схожую форму внутри каждой группы, но сильно различающиеся между группами. Изменения скорости в первой группе, соответствующей парам станций, охватывающим весь северный Парамушир, имеют некоторую запаздывающую корреляцию с интенсивностью осадков, что позволяет предположить, что эти изменения могут быть вызваны миграцией метеорных вод. Во второй группе, более сконцентрированной в районе вулкана Эбеко, изменения скорости, по-видимому, связаны как с внешними факторами (осадки и атмосферное давление), так и с внутренней деятельностью вулкана (фреатические взрывы, сейсмичность, термические аномалии и газовыделение).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Я. М. Бережнев

Институт нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения наук Российской Академии наук; Сколковский институт науки и технологий

Автор, ответственный за переписку.
Email: BerezhnevYM@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск; Москва

Н. Н. Беловежец

Институт нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения наук Российской Академии наук; Сколковский институт науки и технологий

Email: BerezhnevYM@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск; Москва

И. Ю. Кулаков

Институт нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения наук Российской Академии наук; Сколковский институт науки и технологий; Институт земной коры Сибирского отделения наук Российской Академии наук

Email: BerezhnevYM@ipgg.sbras.ru

член-корреспондент РАН

Россия, Новосибирск; Москва; Иркутск

А. В. Яковлев

Институт Альфреда Вегенера

Email: BerezhnevYM@ipgg.sbras.ru
Германия, Бремерхафен

М. С. Алажми

Город науки и технологий имени короля Абдель Азиза

Email: BerezhnevYM@ipgg.sbras.ru
Саудовская Аравия, Эр-Рияд

Е. И. Гордеев

Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской Академии наук

Email: BerezhnevYM@ipgg.sbras.ru

академик РАН

Россия, Петропавловск-Камчатский

Список литературы

  1. Ratdomopurbo A., Poupinet G. Monitoring a Temporal Change of Seismic Velocity in a Volcano: Application to the 1992 Eruption of Mt. Merapi (Indonesia) // Geophysical Research Letter. 1995. V. 22. P. 775–778.
  2. Poupinet G., Ellsworth W. L., Frechet J. Monitoring Velocity Variations in the Crust Using Earthquake Doublets: An Application to the Calaveras Fault, California // Journal Geophysical Research. 1984. V. 89. P. 5719–5731.
  3. Vargas C. A., Koulakov I., Jaupart C., Gladkov V., Gomez E., El Khrepy S., Al-Arifi N. Breathing of the Nevado Del Ruiz Volcano Reservoir, Colombia, Inferred from Repeated Seismic Tomography // Scientific Reports. 2017. V. 7. P. 46094.
  4. Shapiro N. M., Campillo M. Emergence of Broadband Rayleigh Waves from Correlations of the Ambient Seismic Noise // Geophysical Research Letter. 2004. V. 31. P. 2004GL019491.
  5. Sens‐Schönfelder C., Wegler U. Passive Image Interferometry and Seasonal Variations of Seismic Velocities at Merapi Volcano, Indonesia // Geophysical Research Letters. 2006. V. 33. P. 2006GL027797.
  6. Belousov A., Belousova M., Auer A., Walter T. R., Kotenko T. Mechanism of the Historical and the Ongoing Vulcanian Eruptions of Ebeko Volcano, Northern Kuriles // Bulletin of Volcanology. 2021. V. 83. P. 4.
  7. Kotenko T. A., Smirnov S. Z., Timina T.Yu. The 2022 Activity of Ebeko Volcano: The Mechanism and Ejecta // Journal of Volcanology and Seismology. 2023. V. 17. P. 259–277.
  8. Котенко Т. А., Котенко Л. В. Гидротермальные проявления и тепловой поток вулканов Эбеко и Крашенинникова (о. Парамушир, Курильские о-ва) // Вестник КРАУНЦ. Сер. НаукиоЗемле. 2006. № 1. Вып. 7. С. 129–137.
  9. Belovezhets N., Berezhnev Y., Koulakov I., Jakovlev A., Abramenkov S., Smirnov S. Z., Abkadyrov I. Magma and Hydrothermal Sources below the Northern Part of Paramushir Island (Kuril Arc) Inferred from Ambient Noise Tomography // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2023. V. 443. P. 107931.
  10. Bensen G. D., Ritzwoller M. H., Barmin M. P., Levshin A. L., Lin F., Moschetti M. P., Shapiro N. M., Yang Y. Processing seismic ambient noise data to obtain reliable broad-band surface wave dispersion measurements // Geophysical Journal International. 2007. V. 169. P. 1239–1260.
  11. Brenguier F., Campillo M., Takeda T., Aoki Y., Shapiro N. M., Briand X., Emoto K., Miyake H. Mapping Pressurized Volcanic Fluids from Induced Crustal Seismic Velocity Drops // Science. 2014. V. 345. P. 80–82.
  12. Brentan B., Meirelles G., Luvizotto E., Izquierdo J. Hybrid SOM+k-Means Clustering to Improve Planning, Operation and Management in Water Distribution Systems // Environmental Modelling & Software. 2018. V. 106. P. 77–88.
  13. Li K., Sward K., Deng H., Morrison J., Habre R., Franklin M., Chiang Y. Y., Ambite J. L., Wilson J. P., Eckel S. P. Using Dynamic Time Warping Self-Organizing Maps to Characterize Diurnal Patterns in Environmental Exposures // Scientific Reports. 2021. V. 11. P. 24052.
  14. Obermann A., Planès T., Hadziioannou C., Campillo M. Lapse-Time-Dependent Coda-Wave Depth Sensitivity to Local Velocity Perturbations in 3-D Heterogeneous Elastic Media // Geophysical Journal International. 2016. V. 207. P. 59–66.
  15. Van Dinther C., Margerin L., Campillo M. Implications of Laterally Varying Scattering Properties for Subsurface Moni-toringWith Coda Wave Sensitivity Kernels: Application to Volcanic and Fault Zone Setting // Journal Geophysical Research. Solid Earth. 2021. V. 126. P. e2021JB022554.
  16. Gradon C., Brenguier F., Stammeijer J., Mordret A., Hindriks K., Campman X., Lynch R., Boué P., Chmiel M. Seismic Velocity Response to Atmospheric Pressure Using Time-Lapse Passive Seismic Interferometry // Bulletin of the Seismological Society of America. 2021. V. 111. P. 3451–3458.
  17. KBGS. Daily Activity Level Color Codes for Kamchatka Volcanoes (in Russian). Available online: http://www.emsd.ru/~ssl/monitoring/main.htm.
  18. KVERT. Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS. Available online: http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/.
  19. McMillan T.C., Rau G. C., Timms W. A., Andersen M. S. Utilizing the Impact of Earth and Atmospheric Tides on Ground-water Systems: A Review Reveals the Future Potential // Reviews of Geophysics. 2019. P. 57. P. 281–315.
  20. Berezhnev Y., Belovezhets N., Shapiro N., Koulakov I. Temporal Changes of Seismic Velocities below Bezymianny Volcano Prior to Its Explosive Eruption on 20.12.2017 // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2023. V. 433. P. 107735.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Район исследования и распределение данных. (а) Карта северных Курильских островов и южной Камчатки с указанием района исследований (синий прямоугольник). Красные точки обозначают голоценовые вулканы. (б) Район исследований с отмеченными временными и постоянными сейсмическими станциями (черный и фиолетовый треугольники соответственно). На фоне изображен рельеф с интервалом в 200 м. Красные области изображают голоценовые потоки лавы. Белые звезды обозначают конусы. Коричнево-желтыми обозначены крупные вулканические центры: VER – Вернадский; BIL – Билибин; KRA – Крашенинников; BOG – Богданович; NEO – Неожиданный; EBE – Эбеко. (в) Графики времени регистрации сейсмических станций.

Скачать (580KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Верхняя часть представляет собой пример суточных кросс-корреляций по парам станций SKR-VER13 в полосе частот 0.125–0.25 Гц после усреднения по скользящему окну. Серые части обозначают времена корреляции, которые не были использованы для оценки изменений скорости. Полученные изменения скорости для этой коррелограммы показаны на нижней панели.

Скачать (395KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Средние кривые изменения скоростей и их стандартные отклонения для диапазонов частот 0.125–0.25 Гц и 2–4 Гц для 1-й и 2-й группы, обозначенные розовым и синим цветами соответственно.

Скачать (223KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты кластеризации. (а), (б) Пары станций (черные точки), соответствующие группам 1 и 2 (красные и синие линии соответственно). (в) Средние кривые изменений скорости для диапазонов частот 0.125–0.25 Гц и 2–4 Гц (фиолетовая и зеленая линии соответственно) для групп 1 и 2, обозначенных розовым и синим фоном соответственно.

Скачать (611KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Нормированные средние кривые изменений скорости в сравнении с метеорологическими данными и активностью вулкана Эбеко. Суточная активность Эбеко определялась по данным КФ ГС РАН [17] и KVERT [19].

Скачать (428KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах