Физика Земли, 2020, № 5, стр. 117-130

Акустический, магнитный и электрические эффекты извержения вулкана Стромболи (Италия) в июле–августе 2019 г.

А. А. Спивак 1*, Ю. С. Рыбнов 1, С. А. Рябова 1, С. П. Соловьев 1, В. А. Харламов 1

1 Институт динамики геосфер им. акад. М.А. Садовского РАН
г. Москва, Россия

* E-mail: aaspivak100@gmail.com

Поступила в редакцию 27.01.2019
После доработки 13.03.2020
Принята к публикации 23.04.2020

Аннотация

Приведены результаты инструментальных наблюдений за акустическими колебаниями, геомагнитными вариациями и вариациями электрического поля и атмосферного тока в период активизации вулкана Стромболи (Италия) в 2019 г. Отдельно рассмотрены периоды эксплозивной активности и период, характеризующийся интенсивным истечением раскаленной пепло-газовой смеси. Показано, что вулканическая деятельность сопровождается генерацией акустического сигнала на эксплозивных стадиях извержения и внутренних гравитационных волн на стадии интенсивной “продувки”. Характерные вариации магнитного поля Земли и электрических параметров приземного слоя атмосферы наблюдаются в разные периоды извержения вулкана. Представленные результаты дополняют соответствующую базу данных и могут представлять интерес при совершенствовании известных и разработке новых моделей влияния вулканической деятельности на окружающую геофизическую среду и их верификации.

Ключевые слова: вулкан, извержение, эксплозия, продувка, акустический сигнал, геомагнитные вариации, вариации электрического поля.

DOI: 10.31857/S0002333720050129

Список литературы

  1. Адушкин В.В., Гостинцев Ю.А., Фирстов П.П. О природе воздушных волн при сильных эксплозивных извержениях // Вулканология и сейсмология. 1984. № 5. С. 3–11.

  2. Адушкин В.В., Фирстов П.П. Особенности эксплозивных процессов вулканических извержений и их проявление в волновых возмущениях в атмосфере. Экстремальные природные явления и катастрофы. Т. 2. М.: ИФЗ РАН. 2010. С. 264–278.

  3. Адушкин В.В., Овчинников В.М., Санина И.А., Ризниченко О.Ю. “Михнево”: от сейсмостанции № 1 до современной геофизической обсерватории // Физика Земли. 2016. № 1. С. 108−119.

  4. Адушкин В.В., Рыбнов Ю.С., Спивак А.А., Харламов В.А. О связи параметров инфразвуковых волн с энергией источника // Физика Земли. 2019. № 6. С. 96–106.

  5. Адушкин В.В., Соловьев С.П., Спивак А.А. Электрические поля техногенных и природных процессов. М.: ГЕОС. 2018. 464 с.

  6. Барышев В.И., Вааг Л.Л., Гаврилов Б.Г., Полетаев А.С. Датчик приземного вертикального тока атмосферы. Проблемы взаимодействующих геосфер. М.: ГЕОС. 2009. С. 358–364.

  7. Гостинцев Ю.А., Иванов Е.А., Копылов Н.П., Шацких Ю.В. Волновые возмущения атмосферы при больших пожарах // Физика горения и взрыва. 1983. № 4. С. 62–64.

  8. Гостинцев Ю.А., Иванов Е.А., Анисимов С.В., Педанов М.В., Куличков С.Н., Мордухович М.И., Копылов Н.П., Шацких Ю.В., Русаков Н.М. О механизме генерации инфразвуковых волн в атмосфере большими пожарами // Докл. АН СССР. 1985. Т. 283. № 3. С. 573–576.

  9. Гостинцев Ю.А., Шацких Ю.В. О Механизме генерации длинноволновых акустических возмущений в атмосфере всплывающим облаком продуктов взрыва // Физика горения и взрыва. 1987. № 2. С. 91–97.

  10. Дегтерев А.В., Чибисова М.В. Извержение вулкана Райкоке в июне 2019 г. (о. Райкоке, центральные Курильские острова) // Геосистемы переходных зон. 2019. Т. 3. № 3. С. 304–317.

  11. Заславский Б.И., Юрьев Б.В. О движении термиков в стратифицированной атмосфере // Прикладная математика и техническая физика. Т. 40. № 5. 1999. С. 33–39.

  12. Зецер Ю.И., Рыбнов Ю.С., Ковалев А.Т., Ковалева И.Х., Попова О.П., Харламов В.А. Генерация волновых возмущений в атмосфере и ионосфере при работе нагревных стендов // Динамические процессы в геосферах. Вып. 3. М.: ГЕОС. 2012. С. 149–156.

  13. Ковалева И.Х., Ковалев А.Т., Попель С.И., Попова О.П. Электромагнитные эффекты, генерируемые в ионосфере Земли при падении метеороида // Динамические процессы в геосферах. Вып. 4. М.: ГЕОС. 2013. С. 41–50.

  14. Куличков С.Н., Буш Г.А. Быстрые вариации инфразвуковых сигналов на больших расстояниях от однотипных взрывов // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2001. Т. 37. № 3. С. 331–338.

  15. Куличков С.Н., Авилов К.В., Буш Г.А., Попов О.Е. и др. Об аномально быстрых инфразвуковых приходах на больших расстояниях от наземных взрывов // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2004. Т. 40. № 1. С. 3–12.

  16. Куницын В.Е., Шалимов С.Л. Ультранизкочастотные вариации магнитного поля при распространении в ионосфере акустико-гравитационных волн // Вестник МГУ. Серия 3. Физика. Астрономия. 2011. № 5. С. 75–78.

  17. Пасечник И.П. Сейсмические и воздушные волны, возникшие при извержении вулкана Безымянный 30 марта 1956 г. // Изв. АН СССР. Сер. геофизическая. 1958. С. 1121–1126.

  18. Орлов В.В., Уралов А.М. Реакция атмосферы на слабый наземный взрыв // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1984. Т. 20. № 6. С. 476–484.

  19. Руленко О.П. Электрические процессы в парогазовых облаках вулкана Карымского // Докл. АН СССР. 1979. Т. 245. № 5. С. 1083–1086.

  20. Руленко О.П. Электризация вулканических облаков // Вулканология и сейсмология. 1985. № 2. С. 71–83.

  21. Рябова С.А., Спивак А.А. Геомагнитные эффекты в приповерхностной зоне Земли. М.: Графитекс. 2016. 150 с.

  22. Сорокин В.М., Федорович Г.В. Физика медленных МГД-волн в ионосферной плазме. М.: Энергоиздат. 1982. 136 с.

  23. Спивак А.А., Кишкина С.Б., Локтев Д.Н., Рыбнов Ю.С., Соловьев С.П., Харламов В.А. Аппаратура и методики для мониторинга геофизических полей мегаполиса и их применение в Центре геофизического мониторинга г. Москвы ИДГ РАН // Сейсмические приборы. 2016. Т. 52. № 2. С. 65–78.

  24. Сторчеус А.В., Фирстов П.П., Озеров А.Ю. Возможный механизм генерации акустических и сейсмических волн при пульсирующем истечении газо-пепловой смеси на вулкане Карымский // Вулканология и сейсмология. 2006. № 5. С. 3–16.

  25. Фирстов П.П., Адушкин В.В., Сторчеус А.В. Ударные воздушные волны, зарегистрированные во время Большого Толбачинского извержения в сентябре 1975 г. // Докл. АН СССР. 1978. Т. 259. № 5. С. 1078–1081.

  26. Фирстов П.П., Акбашев Р.Р., Холзворт, Чернева Н.В., Шевцов Б.М. Атмосферно-электрические эффекты во время эксплозии вулкана Шевелуч 16 ноября 2014 г. // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2017. Т. 53. № 1. С. 29–37.

  27. Фирстов П.П., Акбашев Р.Р., Жаринов Н.А., Максимов А.П., Маневич Т.М., Мельников Д.В. Электризация эруптивных облаков вулкана Шевелуч в зависимости от характера эксплозии // Вулканология и сейсмология. 2019. № 3. С. 49–62.

  28. Черногор Л.Ф. Динамика конвективного подъема нагретых образований в атмосфере // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2018. Т. 54. № 6. С. 626–634.

  29. Firstov P.P. Wave perturbation in the atmosphere as a method of remote monitoring of volcanic eruptions // Intern. Volcanol. Congress. JAVEI. Ankara. Theme 7. 1994.

  30. Firstov P.P. Wave disturbances in the atmosphere as a source of information on dynamics of volcanic eruptions // EOS. 1996. F 813. V. 318-3.

  31. Gossard E.A., Hook W.H. Waves in the atmosphere. Amsterdam; Oxford; N.Y.: Elsevier Sci. Publ. Comp. 1975. 456 p.

  32. James M.R., Lane S.J., Jennie S.G. Volcanic plume electrification: experimental investigation of a fracture-charging mechanism // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2000. V. 105.B7. P. 16641–16649.

  33. Johnston M.J.S. Review of electric and magnetic fields accompanying seismic and volcanic activity // Surveys in geophysics. 1997. V. 18. P. 441–475.

  34. Lane S.J., Gilbert J.S. Electric potential gradient changes during explosive activity at Sakurajima volcano, Japan // Bull. Volcanology. 1992. V. 54. № 7. P. 590–594.

  35. Mather T.A., Harison R.G. Electrification of volcanic plumes // Surveys in Geophysics. 2006. V. 27. № 4. P. 387–432.

  36. Murayama N. Propagation of atmospheric pressure waves produced by the explosion of volcano Bezymianny of March 30, 1956 and transport of the volcanic ashes // Quart. J. Seismol. 1969. V. 33. № 1. P. 1–11.

  37. Reed I.W. Air pressure waves from Mt. St. Helens eruption // EOS. 1980. V. 61. № 46. P. 1136.

  38. Stewart K.H. Air waves from a volcanic explosion // Met. Mag. 1959. V. 88. P. 1–3.

Дополнительные материалы отсутствуют.