Сейсмические эффекты, предварявшие эксплозии на вулкане Карымский (п-ов Камчатка) в феврале 2019 года

Шакирова А.А.


DOI: 10.31431/1816-5524-2022-1-53-12-23

Аннотация

After a short period of quiescence, in February 2019, Karymsky volcano (Kamchatka Peninsula, Russia) became active. During the month, a large number of moderate explosions were recorded, some of which were preceded with some periodicity by long-period earthquakes with a high degree of similarity of waveforms. The duration of the multiplet events that preceded the explosions ranged from 4 to 70 minutes. The period between earthquakes decreased as the multiplets developed. The amplitude of earthquake records either increased or remained at the same level. The multiplets with higher amplitude of earthquake records preceded the strongest eruptions. The decreasing period between earthquakes is most likely related to the acceleration of magma ascent and an increase in gas pressure in the volcanic channel. If this is true, the absence of long-period earthquakes after the eruption marks a complete release of gas pressure in the volcanic edifice.

Ключевые слова

вулкан; землетрясение; Карымский; сейсмичность; эксплозивное извержение; мультиплет

Полный текст:

PDF

Литература

Горшков Г.С. Сейсмические наблюдения в 1949 г. // Бюллетень вулканологических станций. 1954а. № 21. С. 19–39 [Gorshkov G.S. Seismic observations in 1949 // Byulleten vulkanologicheskikh stanciy. 1954а. № 21. P. 19–39 (in Russian)].

Горшков Г.С. Вулканическое дрожание, связанное с прорывом кратера Былинкиной // Бюллетень вулканологических станций. 1954б. № 23. С. 33–37 [Gorshkov G.S. Volcanic tremor associated with the breakthrough of the crater Bylinkina // Byulleten vulkanologicheskikh stanciy. 1954б. № 23. P. 33–37 (in Russian)].

Дрознин Д.В., Дрознина С.Я. Интерактивная программа обработки сейсмических сигналов DIMAS // Сейсмические приборы. 2010. Т. 46, № 3. С. 22–34 [Droznin D.V., Droznina S.Ya. Interactive DIMAS program for processing seismic signals // Seismic instruments. 2011. V. 47. P. 215–224].

Заводевкин И.А., Шакирова А.А., Фирстов П.П. Выделение землетрясений с близкими волновыми формами и магнитудой в потоке сейсмических событий (программа DRUMCORR) // Геология, геоэкология, эволюционная география: Коллективная монография. Т. XIX / Под ред. Е.М. Нестерова, В.А. Снытко. СПб.: Издво РГПУ им. А.И. Герцена. 2020. C. 68–72 [Zavodevkin I.A., Shakirova A.A., Firstov P.P. Identification of earthquakes with similar waveforms and magnitudes in the flow of seismic events (DRUMCORR program) // Geologiya, geoekologiya, evolyucionnaya geografiya: Kollektivnaya monografiya. V. XIX / Pod red. E.M. Nesterova, V.A. Snytko. SPb.: Izdvo RGPU im. A.I. Gercena. 2020. P. 68–72 (in Russian)].

Иванов В.В. Средне- и краткосрочные прогнозы извержений вулканов на Камчатке (1956–2012 гг.) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2013. № 2(22). С. 98–119 [Ivanov V.V. Mid- and short-term forecasts of volcanic eruptions in Kamchatka (1956-2012) // Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2013. № 2(22). P. 98–119 (in Russian)].

Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 816 с. [Kobzar A.I. Applied mathematical statistics. For engineers and scientists. M.: FIZMATLIT, 2006. 816 p. (in Russian)].

Кожевникова Т.Ю. Электронная база эталонов сейсмических сигналов и сопутствующих им вулканических событий для вулкана Карымский // Геофизический мониторинг и проблемы сейсмической безопасности Дальнего Востока России: в 2 томах. Труды региональной научно-технической конференции. Т. 2 / Отв. ред. к.т.н. В.Н. Чебров и к.ф.-м.н. В.А. Салтыков. Петропавловск-Камчатский. 11-17 ноября 2007, г. Петропавловск-Камчатский: ГС РАН, 2008. С. 171–175 [Kozhevnikova T.Yu. Electronic database of standards of seismic signals and accompanying volcanic events for the Karymsky volcano // Geofizichesky monitoring i problemy seysmicheskoy bezopasnosti Dalnego Vostoka Rossii: v 2 tomakh. Trudy regionalnoy nauchno-tekhnicheskoy konferencii. V. 2 / Otv. red. k.t.n. V.N. Chebrov i k.f.-m.n. V.A. Saltykov. Petropavlovsk-Kamchatsky. 11-17 noyabrya 2007 g. Petropavlovsk-Kamchatsky: GS RAN, 2008. P. 171–175 (in Russian)].

Салтыков В.А. Формализованная методика прогноза извержения вулкана Безымянный (Камчатка) на основые статистической оценки уровня сейсмичности / Геофизические исследования. 2016. Т. 17. №3. С. 45–59. http://dx.doi.org /10.21455/gr2016.3-4 [Saltykov V.A. Formalized technique of Bezymianny volcano (Kamchatka) eruption forecasting bazed on the statistical estimation of seismicity level // Geophysical research. 2016. V. 17. № 3. P. 45–59 (in Russian)].

Сенюков С.Л. Результаты применения алгоритма прогноза извержений вулкана Безымянный в 2004-2007 гг. в режиме реального времени // Труды региональной научно-технической конференции. Т. 2 / Отв. ред. к.т. н. В.Н. Чебров и к.ф.-м.н. В.А. Салтыков. Петропавловск-Камчатский, 11–17 ноября 2007 г. Петропавловск-Камчатский: ГС РАН, 2008. С. 59–63 [Senyukov S.L. Results of applying the Bezymyanny volcano eruptions prediction algorithm in 2004-2007 in real time // Trudy regionalnoy nauchno-tekhnicheskoy konferencii. V. 2 / Otv. red. k.t.n. V.N. Chebrov i k.f.-m.n. V.A. Saltykov. Petropavlovsk-Kamchatsky. 11–17 noyabrya 2007 g. Petropavlovsk-Kamchatsky: GS RAN, 2008. P. 59–63 (in Russian)].

Сторчеус А.В. Рой длиннопериодных вулканических землетрясений, предварявших извержение Карымского вулкана в 1996 г. // Материалы ежегодной конференции, посвященной дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2007. С. 75–82 [Storcheus A.V. A swarm of long-period volcanic earthquakes that preceded the eruption of the Karymsky volcano in 1996 // Materialy ezhegodnoy konferencii, posvyashchennoy dnyu vulkanologa. Petropavlovsk-Kamchatsky: IViS DVO RAN, 2007. P. 75–82 (in Russian)].

Фирстов П.П., Шакирова А.А. Сейсмический режим «drumbeats», предваряющий и сопровождающий извержения андезитовых и дацитовых вулканов и его осбенности (обзор) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2019. № 3. Вып. 43. С. 75–88. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2019-3-43-75-88 [Firstov P.P., Shakirova A.A. Seismic mode «drumbeats»: promoting and supporting eruption of andesitic and dacitic volcanoes and their features (overview) // Vestnik KRAUNTs. Nauki o Zemle. 2019. № 3(43). P. 75–88 (in Russian)].

Чебров В.Н., Дрознин Д.В., Кугаенко Ю.А. и др. Детальные сейсмологические наблюдения на Камчатке. Современное состояние (2011 г.) // Сейсмологические и геофизические исследования на Камчатке. К 50-летию детальных сейсмологических наблюдений. Петропавловск-Камчатский: Холд. Комп. «Новая книга». 2012. Глава 2. С. 36–66 [Chebrov V.N., Droznin D.V., Kugaenko Yu.A. et al. Detailed seismological observations in Kamchatka. Current state (2011) // Sejsmologicheskie i geofizicheskie issledovaniya na Kamchatke. K 50-letiyu detalnyh seysmologicheskikh nablyudeny. Petropavlovsk-Kamchatsky: Hold. Komp. «Novaya kniga». 2012. Glava 2. P. 36–66 (in Russian)].

Чебров В.Н., Дрознин Д.В., Кугаенко Ю.А. и др. Система детальных сейсмологических наблюдений на Камчатке в 2011 г. // Вулканология и сейсмология. 2013. № 1. C. 18–40 [Chebrov V.N., Droznin D.V., Kugaenko Y.A. et al. The system of detailed seismological observations in Kamchatka in 2011 // Journal of Volcanology and Seismology. 2013. V. 7. Iss. 1. P. 16–36 (in Russian)].

Чебров Д.В., Дрознина С.Я., Сенюков С.Л. и др. Результаты сейсмического мониторинга различных регионов России. Камчатка и Командорские острова // Землетрясения России в 2018 году. Обнинск: ФИЦ ЕГС РАН. 2020. С. 71–80 [Chebrov D.V., Droznina S.Ya., Senyukov S.L. et al. Results of seismic monitoring of various regions of Russia. Kamchatka and the Commander Islands // ZemletryaseniyaRossii v 2018 godu. Obninsk: FIC EGS RAN. 2020. P. 71–80].

Bell А., Hernandez S., Gaunt H. et al. The rise and fall of periodic ‘drumbeat’ seismicity at Tungurahua volcano, Ecuador // Earth and Planetary Science Letters. 2017. V. 475. P. 58–70. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2017.07.030

Bell A., Naylor M., Hernandez S. et al. Volcanic Eruption Forecasts From Accelerating Rates of Drumbeat Long-Period Earthquakes // Geophysical Research Letters. 2018. V. 45. P. 1339–1348. https://doi.org/10.1002/2017GL076429

Bell A., Hernandez S., Christopher La Femina P. et al. Uplift and Seismicity Driven by Magmatic Inflation at Sierra Negra Volcano, Galápagos Islands // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2021. V. 126. P. 1–18. https://doi.org/10.1029/2021JB022244

Butcher S., Bell A.F., Hernandez S. et al. Drumbeat LP «Aftershocks» to a Failed Explosive Eruption at Tungurahua Volcano, Ecuador // Geophysical Research Letters. 2020. V. 47. P. 1–10. https://doi.org/10.1029/2020GL088301

Cayol V., Dieterich J., Okamura T., Miklius A. High Magma Storage Rates Before the 1983 Eruption of Kilauea, Hawaii // Science. 2000. V. 288. № 5475. P. 2343–2346. https://doi.org/10.1126/science.288.5475.2343

Chouet B.A., Page R.A., Stephens C.D. et al. Precursor swarms of long-period events at Redoubt volcano (1989-1990), Alaska: their origin and use as a forecasting tool // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1994. V. 62. № 1–4. P. 95–135.

Chouet B.A. Long-period volcano seismicity: its source and use in eruption forecasting // Nature. 1996. V. 380. P. 309–316.

Frank W., Shapiro N., Gusev A. Progressive reactivation of the volcanic plumbing system beneath Tolbachik volcano (Kamchatka, Russia) revealed by long-period seismicity // Earth and Planetary Science Letters. 2018. V. 493. № 1. P. 47–56. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2018.04.018

Гордеев Е.И., Дрознин Д.В., Касахара М. и др. Сейсмические явления, связанные с извержениями вулканов в Карымском вулканическом центре в 1996 г. // Вулканология и сейсмология. 1998. № 2. С.28–48 [Gordeev E.I., Droznin D.V., Kasahara M. et al. Seismic events associated with the 1996 volcanic eruptions in the Karymsky volcanic center // Volcanology and Seismology. 1998. V. 19. P. 713–735].

Green D.N., Neuberg J. Waveform classification of volcanic low‐frequency earthquake swarms and its implication at Soufriere Hills Volcano, Montserrat // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2006. V. 153. № 1–2. P. 51–63.

Haney M., Buurman H., Holtkamp S. et al. Monochromatic Long-Period Seismicity Prior to the 2012 Earthquake Swarm at Little Sitkin Volcano, Alaska // Frontiers in Earth Science. 2021. V. 9. P. 1–13. https://doi.org/10.3389/feart.2021.689651

Johnson J. B., Lees J.M., Gordeev E.I. Degassing Explosions at Karymsky Volcano, Kamchatka // Geophysical Research Letters. 1998. V. 25. № 21. P. 3999–4002.

Iverson M.R., Dzurisin D., Gardner C.A. et al. Dynamics of seismogenetic volcanic extrusion at Mount St Helens in 2004-2005 // Nature. 2006. V. 444. P. 439–443. https://doi.org/10.1038/nature05322

Lees J.M., Gordeev E.I., Ripepe M. Explosions and periodic tremor at Karymsky volcano, Kamchatka, Russia // Geophysical Journal International. 2004. V. 158. Iss. 3. P. 1151–1167. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02239.x

Lopez T., Fee D., Prata F., Dehn J. Characterization and interpretation of volcanic activity at Karymsky Volcano, Kamchatka, Russia, using observations of infrasound, volcanic emissions, and thermal imagery // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2013. V. 14. № 12. P. 5106–5127. https://doi.org/10.1002/2013GC004817

Matoza R.S., Chouet B.A. Subevents of long-period seismicity: Implications for hydrothermal dynamics during the 2004-2008 eruption of Mount St. Helens // Journal of Geophysical Research. 2010. V. 115. Iss. B12. P. 1–26. https://doi:10.1029/2010JB007839

McNutt S.R. Seismic monitoring and eruption forecasting of volcanoes: A review of the state-of-the-art and case histories. Monitoring and Mitigation of Volcano Hazards, Eds. R. Scarpa and R. Tilling. Springer-Verlag, Berlin New York, 1996. P. 99–146.

Moran S.C., Malone S.D., Qamar A.I. et al. Seismicity associated with renewed Dome-Building at Mount St. Helens, 2004-2005 // A Volcano Rekindled: The Renewed Eruption of Mount St. Helens, 2004-2006. U.S. Geological Survey Professional Paper, 2008. Ch. 2. P. 27–60.

Neuberg J. Characteristics and causes of shallow seismicity in andesite volcanoes // Philosophical Transactions of the Royal Society. 2000. V. 358. № 1770. P. 1533–1546.

Neuberg J.W., Tuffen H., Collier L. et al. The trigger mechanism of low-frequency earthquakes on Montserrat // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2006. V. 153. № 1–2. P. 37–50. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2005.08.008

Shakirova A., Firstov P. Observation of the seismic mode «drumbeats» on volcanoes of the world and Kizimen volcano (Russia) // E3S Web Conf. 2019. V. 127. P. 1–6. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912703004

Stephens C.D., Chouet B.A. Evolution of the December 14, 1989 precursory long-period event swarm at Redoubt Volcano, Alaska // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2001. V. 109. № 1–3. P. 133–148.

Thelen W., West M., Senyukov S. Seismic characterization of the fall 2007 eruptive sequence at Bezymianny Volcano, Russia // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2010. V. 194. № 4. P. 201–213. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2010.05.010

Umakoshi K., Takamura N., Shinzato N. et al. Seismicity associated with the 1991–1995 dome growth at Unzen Volcano, Japan // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2008. V. 175. Iss. 1–2. P. 91–99. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2008.03.030

Varley N., Arámbula-Mendoza R., Reyes-Dávila G. et al. Generation of Vulcanian activity and long-period seismicity at Volcán de Colima, Mexico // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2010a. V. 198. № 1–2. P. 45–56. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2010.08.009

Varley N., Arámbula-Mendoza R., Reyes-Dávila G. et al. Long-period seismicity during magma movement at Volcan de Colima // Bulletin of Volcanology. 2010b. V. 72. P. 1093–1107. https://doi.org/10.1007/s00445-010-0390-7

WinПОС пакет обработки сигналов: руководство программиста. Мытищи: НПП «Мера». 2010. 80 с. [WinPOS Signal Processing Package: Programmer’s Guide. Mytishchi: NPP «Mera». 2010. 80 p].


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2022 Шакирова А.А.

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.