1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика Земли
  4. № 3, 2023

Физика Земли, 2023, № 3, стр. 110-121

Сейсмические явления, связанные с извержением вулкана в районе архипелага Тонга 15 января 2022 г.

В. М. Овчинников 1, *, О. А. Усольцева 1, **

1 Институт динамики геосфер имени академика М. А. Садовского РАН
г. Москва, Россия

* E-mail: ovtch1@yandex.ru
** E-mail: kriukova@mail.ru

Поступила в редакцию 13.09.2022
После доработки 07.11.2022
Принята к публикации 09.12.2022

Аннотация

Изучение связанного с извержением сейсмического процесса и оценка энергетических параметров и структуры волнового поля по сейсмическим данным составляют предмет настоящей работы. В структуре волнового поля выделены три типа возмущений. В первую очередь – это поверхностные волны Рэлея со средним периодом колебаний 23 с, хорошо прослеживаемые на расстояниях до 100 градусов. Групповая скорость волн Рэлея составляет 3.6–3.8 км/с. Рассчитанная по ним магнитуда на станциях в основном с океаническими трассами распространения Ms = 5.52 ± 0.18, а соответствующая ей сейсмическая энергия составила порядка Ec = (1–7) × 1013 Дж, а скалярный сейсмический момент M0 = 2.4 × 1017 Дж. На сейсмических каналах c полосой частот от 0.0003 до 0.1 Гц обнаружены два других типа колебаний. Для первого кажущаяся скорость распространения возмущения лежит в диапазоне 0.28–0.37 км/с с характерным периодом 268 с. Этот тип возмущений связан с гравитационным откликом сейсмометра на акустическое возмущение (волна Лэмба) в атмосфере. Для второго типа сейсмических возмущений скорость распространения составляет 0.21–0.28 км/с с характерными периодами 450 с на горизонтальных компонентах сейсмоприемников. Этот тип сейсмических возмущений, вероятно, обусловлен взаимодействием гравитационной волны в гидросфере с побережьем островов, на которых расположены сейсмические станции.

Ключевые слова: сейсмические волны Рэлея, скалярный сейсмический момент, сейсмическая энергия, инфразвуковые волны в атмосфере, гравитационные волны в гидросфере.

Список литературы

  1. Адушкин В.В., Рыбнов Ю.С., Спивак А.А. Геофизические эффекты извержения вулкана Тонга-Хунг-Хаапай 15.01.2022 г. // Докл. РАН. 2022. Т. 504. № 2. С. 156–162.

  2. Буллен К.Е. Введение в теоретическую сейсмологию. М.: изд-во Мир. 1966. 400 с.

  3. Ванек И., Затопек А., Карник В., Кондорская К.В., Ризниченко Ю.В., Саваренский Е.Ф., Кейлис-Борок В.И. Интерференционные поверхностные волны. Изд-во АН СССР. 1960.

  4. Лыскова Е..Л. Глубокофокусные землетрясения // Вопросы геофизики. Вып. 47. 2014. С. 62–74.

  5. Носов М.А. Введение в теорию волн цунами. М.: Янус-К. 2019. 170 с. ISBN 978-5-8037-0773-8.

  6. Соловьев С.Л., Шебалин Н.В. Стандартизация шкалы магнитуд // Изв. АН СССР. Сер. Геофиз. 1962. № 2. С. 153–158.

  7. Швед Г.М., Новиков С.С., Гаврилов Н.М. Поиск проявлений атмосферных волн в одновременных совмещенных барометрических и гравиметрических измерениях Известия РАН // Физика атмосферы и океана. 2020. Т. 56. № 1. С. 55–65.

  8. Шебалин Н.В. Очаги сильных землетрясений на территории СССР. М.: Наука. 1974. 53 с.

  9. Sawi T.M., Manga M. Revisiting short-term earthquake triggered volcanism // Bull. Volcanol. 2018. V. 80. P. 57.

  10. An C., Cai C., Zheng Y., Meng L., Liu P. Theoretical solution and applications of ocean bottom pressure induced by seismic seafloor motion // Geophysical Research Letters/2017. 44. https://doi.org/10.1002/2017GL075137

  11. Bassin C., Laske G., Masters G. The current limits of resolution for surface wave tomography in North America // EOS. 2000. V. 81. P. F897.

  12. Bebbington M.S., Marzocchi,W. Stochastic models for earthquake triggering of volcanic eruptions // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. P. B05204.

  13. Duncombe J. The surprising reach of Tonga’s giant atmospheric waves // EOS. 2022. V. 103.https://doi.org/10.1029/2022EO220050

  14. Eggert S., Walter T.R. Volcanic activity before and after large tectonic earthquakes: Observations and statistical significance // Tectonophysics. 2009. V. 471. P. 14–26. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2008.10.003

  15. Gilles Seropian, Kennedy B.M., Walter T.R., Ichihara M., Jolly A.D. A review framework of how earthquakes trigger volcanic eruptions // Nature Communication. 2021. V. 12. P. 1004. https://doi.org/10.1038/s4467-021-21166-8

  16. Gusman A.R., Roger J. Hunga Tonga – Hunga Ha’apai volcano-induced sea level oscillations and tsunami simulations. GNS Science webpage. 2022. Accessed at https://doi.org/10.21420/DYKJ-RK41

  17. International Seismological Centre, On-line Bulletin. 2022.https://doi.org/10.31905/D808B830

  18. Kanamori H. The energy release in great earthquakes // J. Geoph. Res. 1977. V. 82. P. 2981–2987.

  19. Komatitsch D., Ritsema J., Tromp J. The spectral-element method, Beowulf computing, and global seismology // Science. 2002. V. 298(5599). P. 1737–1742. https://doi.org/10.1126/science.1076024

  20. Komatitsch Z., Xie E., Bozdağ E., Sales de Andrade D. Peter, Liu Q., Tromp J. Anelastic sensitivity kernels with parsimonious storage for adjoint tomography and full waveform inversion // Geophys J. Int. 2016. V. 206(3). P. 1467–1478.https://doi.org/10.1093/gji/ggw224

  21. Matoza R.S., Fee D., Assink J.D. et al. Atmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption // Tonga Science. 2022. V. 377(6601). P. 95–100.https://doi.org/10.1126/science.abo7063.

  22. Nosov M., Sementsov K., Kolesov S.,Pryadun V. Volcanogenic tsunami on January 15, 2022: insights from deep- ocean measurements. European Geosciences Union General Assembly. 2022. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu22-13591

  23. Pjli P., Shapiro N. Rapid characterization of large volcanic eruption : measuring the impulse of the Hungs Nonga explosion from teleseismic waves // Geophysical Research Letters. 2022. V. 49. № 8. P. e2022GL098123. https://doi.org/10.1029/2022GL098123

  24. Rowberry M., Gunn J. Atmospheric pressure anomalies at the British Cave Science Centre triggered by catastrophic volcanic eruption in Tonga on 15 January 2022 Cave and Karst Science. V. 49. № 1. (2022). 14–18 Transactions of the British Cave Research Association.

  25. Shved G.M., Karpova N.V. Petrova L.N., Orlov E.G., Ermolenko S.I. Steady-frequency waves at intradiurnal periods from simultaneous co-located microbarometer and seismometer measurements: a case study // Ann. Geophys. 2011. V. 29. P. 1153–1167. www.ann-geophys.net/29/1153/2011/doi:10.5194/angeo-29-1153-201

  26. Yuen D.A., Scruggs M.A., Frank J., Spera F.J., Zheng Y., Hu H., McNutt S.R., Thompson G., Mandli K, Keller B.R., Wei g S.S., Peng Z., Zhou Z., Mulargia F., Tanioka Y. Under the surface: Pressure-induced planetary-scale waves, volcanic lightning, and gaseous clouds caused by the submarine eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano // Earthquake Research Advances. 2022. V. 2. https://doi.org/10.1016/j.eqrea.2022.100134

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика Земли

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал