6911-1 (654291), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

По данным локальной сети были исследованы особенности сейсмичности и глубинное строение вулкана Карымский, под которым в земной коре на глубине порядка 4 км была выделена асейсмичная область радиусом около 2,5-3 км, отождествляемая с периферическим магматическим очагом [63]. Характеристики извержений и сейсмического режима Карымского вулкана за период 1965-1986 гг. обобщены П.И.Токаревым [39].

Результаты детальных сейсмологических наблюдений сейсмичности Ключевского вулкана за 1978-1987 гг. были положены в основу построения модели деятельности питающей его магматической системы [50,58,62,69].

Современные исследования в области вулканической сейсмологии в Институте вулканической геологии и геохимии ДВО РАН (1991-2000 гг.)

Со времени организации Института вулканической геологии и геохимии в 1991 г. работы в группе вулканической сейсмологии проводились и проводятся по следующим основным направлениям:

 Разработка и совершенствование методов обработки сейсмологической информации с целью получения детальных данных, являющихся основой для фундаментальных и прикладных исследований сейсмичности вулканического процесса (В.И.Горельчик, О.С.Чубарова).

 Создание и заполнение базы данных "Вулканические землетрясения Камчатки" (О.СЧубарова).

 Исследование пространственно-временных закономерностей сейсмичности вулканов Северной группы с целью выявления новых и совершенствования существующих предвестников извержений, изучения глубинного строения вулканических аппаратов, построения моделей вулканического процесса (В.И.Горельчик, О.С.Чубарова, А.В.Сторчеус, В.А.Широков). 4

 Участие в работе группы KVERT (Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team) в рамках международной программы по обеспечению безопасности полетов (О.С.Чубарова).

Результаты работ

 Модернизирована и приспособлена для IBM PC программа определения гипоцентров и энергетических характеристик землетрясений, разработанная совместно с Объединенным Институтом физики Земли[27], использующая принятую еще в 70-е годы шестислойную модель земной коры. По этой программе выполнено и продолжает выполняться переопределение очагов землетрясений, координаты которых были рассчитаны ранее вручную.

 Спроектирована структура и производится заполнение в СУБД FoxPRO базы данных, представляющей систему взаимосвязанных файлов, которая позволяет представить результаты детальных сейсмологических исследований в районе Северной группы вулканов Камчатки в виде комплексной информации. В настоящее время в базе данных имеется достаточно однородный каталог, содержащий подробные данные по ~ 10000 коровых вулканических и тектонических землетрясений района Северной группы вулканов за 1976-1996 гг. Производится компьютерная обработка материалов 1971-1975 гг., обработанных ранее вручную.

Полученный непрерывный ряд наблюдений за два десятилетия позволил уточнить и расширить существующие представления о сейсмичности Северной группы вулканов.

Ключевской вулкан. В предыдущих работах [50;62] на основе сейсмологических данных за 1978-1987 гг. отмечалось, что в земной коре под Ключевским вулканом существует зона трещиноватости, круто уходящая вниз от дневной поверхности до переходного от коры к мантии слоя, отождествляемая с питающей магматической системой. Крупных (с поперечными размерами более 3 км) магматических тел в земной коре под вулканом не обнаружено. В ряде случаев отмечалась миграция очагов землетрясений с глубин ~ 20-30 км почти до дневной поверхности перед усилениями активности центрального кратера или побочными извержениями.

В результате пространственно-временного анализа сейсмической активности в зависимости от состояния Ключевского вулкана за последние 20 лет (1976-1996 гг.) по уровню и характеру проявления сейсмичности в земной коре под вулканом были выделены четыре основных сейсмоактивных горизонта и определены основные характеристики этих слоев [6]. В интервале глубин от дневной поверхности до 20 км происходят, главным образом, вулкано-тектонические (ВТ) землетрясения, возникающие под действием непрерывно меняющегося поля напряжений, создаваемого вокруг магматических каналов, очагов и внедряющихся в вулканическую постройку систем даек и силлов. Как показало изучение пространственного распределения землетрясений в средних горизонтах земной коры (интервал глубин 5-20 км) в зависимости от различных стадий состояния вулкана, эти землетрясения являются индикаторами перераспределения напряжений в среде, вмещающей питающую магматическую систему Ключевского вулкана и, и, по всей видимости, взаимосвязанные магматические системы других вулканов Ключевской группы [10]. Землетрясения в нижних горизонтах земной коры и переходном от коры к мантии слое (интервал глубин 20-40 км) под Ключевским вулканом выявлена зона с аномальными физическими свойствами [8,9,10,72] и пониженную скорость (устное сообщение проф. Йельского университета (США) Jh. Lees, 1999). Установлено, что в этой зоне существует длительно действующий источник генерации глубоких длиннопериодных (ГДП) землетрясений (собственная частота F₀ = 2-3 HZ), имеющих иную генетическую природу, чем ВТ и тектонические землетрясения [10]. Предполагается, что в интервале глубин 20-40 км под Ключевским вулканом может находиться верхняя часть диапира, представляющая собой систему мелких заполненных расплавом трещин, в которой происходит быстрая смена физико-химических состояний. Проверяется соответствие предложенной А.В.Сторчеусом гипотезы происхождения ГДП землетрясений под Ключевским вулканом наблюдаемым фактическим данным [10].

Вулкан Безымянный. Исследована сейсмичность вулкана Безымянный (1971-1994гг.) на современном этапе эруптивного цикла. С момента катастрофического взрыва 30 марта 1956 г. вулкан находится в стадии роста внутрикратерного экструзивного купола Новый, сопровождающейся эксплозиями различной силы, скатыванием раскаленных каменных лавин, образованием пирокластических, и, начиная с 1977 г., лавовых потоков [59]. Извержения предваряются и сопровождаются специфическими близповерхностными землетрясениями. Характерной особенностью эксплозивно-эффузивного периода 1977-1994 гг. является, начиная с 1981 г, возникновение землетрясений с аномально большой длительностью, связанных с активными процессами деформации и разрушения купола и сходом каменных лавин [64]. Пароксизмальная фаза извержений, в большинстве случаев, характеризуется спазматическим вулканическим дрожанием, связанным с образованием пирокластических потоков. По сделанным О.С.Чубаровой грубым оценкам, сейсмическая энергия спазматического дрожания на порядок и более превосходит энергию землетрясений, связанных с тем же извержением. Линейный размер сейсмоактивной зоны вулкана Безымянный достигает ~ 15 км. Все землетрясения этой зоны за рассматриваемый период происходили на глубинах не более 5-6 км, что может быть связано с существованием магматических очагов (или очага) в верхних и средних горизонтах земной коры. Энергия землетрясений, связанных с извержениями вулкана Безымянный за период 1971-1994 гг., была меньше, чем на начальной стадии эруптивного цикла. В 1955-1956 гг. несколько землетрясений имели магнитуду M = 5, в 1957-1970 гг. величина M достигала 3, а за последние десятилетия только одно наиболее сильное землетрясение с M = 2 произошло в 1977 г. перед извержением, в процессе которого впервые был излит лавовый поток. Кратковременность или почти полное отсутствие сейсмической подготовки на уровне выше M = 0, который обеспечивается ближайшей сейсмостанцией, не позволяют, как в 50-60^ые годы, прогнозировать извержения вулкана Безымянный по сейсмологическим данным [64].

Вулкан Шивелуч.. На основании данных детальных сейсмологических наблюдений за 1962-1997 гг. проанализирована связь между коровой и мантийной сейсмичностью и активностью вулкана [15,74]. Изучена конфигурация сейсмофокальной зоны, которая под районом вулкана состоит из двух пересекающихся и несколько смещенных относительно друг друга слоев. Несколько более пологое падение сейсмофокального слоя на глубинах 30-110 км ( = 50^o ) сменяется на более крутое на глубинах 70-200 км = 68^o ). Приходящийся на глубины 90-110 км излом совпадает с проекцией вулкана Шивелуч на сейсмофокальную поверхность. Эти глубины являются наименьшими среди аналогичных глубин для всех действующих вулканов Камчатки. Для периода экструзивно-эксплозивного извержения вулкана (1980-1994 гг.) выявлена прямая зависимость вулканической активности от уровня сейсмичности на глубинах 100-120 км. Эти данные позволяют предположить, что процессы магмообразования в мантийном клине и "подпитка" корового очага вулкана связаны с глубинами не менее 100 км. Пространственно-временное распределение очагов землетрясений и их связь с вулканической активностью подтверждают и дополняют петролого-геохимические представления о мантийно-коровом питании вулкана Шивелуч. Сделан вывод, что заметные изменения уровня сейсмичности на глубинах 100-200 км в районе вулкана должны влиять на усиление или ослабление его активности. Наиболее сильное после 1964 г. извержение в апреле 1993 г. было успешно предсказано по комплексу данных о динамике сейсмичности в земной коре и верхней мантии.

Исследование скоростного строения и напряженно-деформированного состояния среды в районе активных вулканов по сейсмологическим данным. Работы по этому направлению выполнялись совместно с Объединенным Институтом физики Земли РАН. Объект исследований - районы Большого трещинного Толбачинского извержения и всей Ключевской группы вулканов. Разработанная авторами методика слежения за изменениями различных физических характеристик среды под воздействием поля напряжений опробована при исследовании процесса подготовки и развития БТТИ в 1975 г. В качестве исходных данных использовались времена пробега P и S волн от слабых землетрясений из района расположения сейсмических станций и вулканов. При слежении за параметром ?, вычисляемом аналитически как отношение времен пробега волн P и S волн, зарегистрированных единичной сейсмической станцией, были получены краткосрочный предвестник (прогностическая кривая) и средне-долгосрочный предвестник (суммарные карты распределения параметра ? по площади и изменение карт во времени). Предвестники предваряли отдельные переломные моменты в развитии извержения. По параметру ? , прямо связанному с полем напряжений, были вычислены среднее давление, ориентация главных осей деформации и осуществлен их мониторинг. Показано хорошее совпадение полученных результатов с данными геолого-геофизических и вулканологических наблюдений, выполненных в период извержения. Это обстоятельство является подтверждением того, что предложенный комплекс алгоритмов и программ может быть с успехом использован для прогноза землетрясений [26].

На основе использования созданного в группе вулканической сейсмологии каталога местных землетрясений района Северной группы вулканов и комплексного метода реконструкции трехмерного скоростного строения и восстановления напряженно-деформированного состояния среды получены новые данные о структуре скоростного поля и напряженно-деформированного состояния земной коры в районе Ключевской группы вулканов Камчатки, включая зону БТТИ [25]. Обнаруженные зоны повышенных и пониженных скоростей хорошо согласуются с известными по геологическим данным структурами. В центральной части района располагается область пониженных скоростей, которую пересекает сквозькоровый разлом, проходящий через действующие вулканы центрального типа и зоны ареального вулканизма, и является основной магмоподводящей структурой, контролирующей современную вулканическую деятельность Ключевской группы вулканов. В целом скоростной разрез вкрест вулканов Ключевской и Безымянный более высокоскоростной, чем в районе вулкана Плоский Толбачик и Северного и Южного прорывов БТТИ. Выявлены специфические физические свойства среды в Толудской сейсмоактивной зоне (область к востоку и юго - востоку от вулкана Плоский Толбачик) - сохраняющиеся до глубин 15 км пониженные скорости и положительные величины среднего давления, свидетельствующие о существовании здесь значительной области разуплотнения. Эти свойства обусловили отток в нее магмы во время развития трещинного Толбачинского извержения в 1975 г. и образования провальной кальдеры в вершинном кратере Плоского Толбачика.

Список литературы

Горельчик В.И. Распределение очагов землетрясений в районе Авачинско- Корякской и Жупановской групп вулканов в 1964-1967 гг. // Бюлл. вулканол. ст.1970. N 46. С.9-14.

Горельчик В.И. Сейсмичность Южной Камчатки // Сейсмичность и сейсмический прогноз, свойства верхней мантии и их связь с вулканизмом на Камчатке / Ред. С.А.Федотов. Новосибирск: Наука, 1974. C.52-62.

Горельчик В.И. О регистрации слабых вулканических землетрясений в районе Авачинского вулкана // Бюлл. вулканол. ст.1978. N 54. С.9-21.

Характеристики

Список файлов реферата