Earth’s surface deformation on mount Etna: GPS measurements, interpretation, relationship to the mode of volcanism

Cover Page

Abstract


We present results from a study of lateral Earth’s surface deformation and vertical movements in the area of the Mount Etna active volcano (Sicily, Italy) based on observations by global satellite navigation systems in 2011–2017 at time intervals of 24 hours at sparse stations of the regional geodetic network. The study of Mount Etna is especially important because (1) the volcano stands in a densely populated area, (2) the eruptions are nearly continuous, and (3) the location of the volcano is inconsistent with plate tectonic concepts. Subregional trends have been identified in the deformation of the area of study. Extension was recorded, not only around the summit crater, but also far from it, in the Ionian Sea. This circumstance suggests the existence of an extensive plumbing system at depth whose sources are far from the active summit crater. We discuss geological and geophysical survey results of the coastal area and the sea area in the region. It is shown that Earth’s surface deformation should be studied from observations of the existing networks that are sparse, but cover a large area.


Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Исследования движений и деформаций земной поверхности средствами глобальных навигационных спутниковых систем – ГНСС (в частности, GPS) имеют уже многолетнюю историю. При этом как объемы доступной для использования информации, так и полнота их анализа непрерывно возрастают. Важное место ГНСС наблюдения занимают в изучении процессов современного вулканизма. Обычно, при построении и эксплуатации наблюдательных ГНСС сетей в зонах вулканической активности исследователи предпочитают располагать станции наблюдений по возможности ближе к области извержения, тем самым, в большей мере способствуя изучению последствий, а не причин процесса извержения. Ввиду ограничений на число станций наблюдения большинство наблюдательных сетей имеют локальный характер. ГНСС сети, охватывающие обширные территории площадью порядка десятков тысяч километров, используются значительно реже, чем локальные и не могут обеспечивать высокую плотность размещения станций. Однако использование более разнесенных наблюдательных сетей позволяет замечать проявления важных субрегиональных источников деформаций, хотя при этом и происходит сглаживание и теряются детали поля деформаций.

Обширные наблюдательные геодезические сети в районах активного вулканизма использовались, например, на Камчатке, на территории бывшего СССР. Они создавались и развивались силами государственной службы геодезии и картографии. Интересные результаты были получены в связи с Большим трещинным Толбачинским извержением 1975–1976 гг. [Большое …, 1984], где по данным высокоточных линейно-угловых наблюдений были выявлены значительные деформации растяжения и сжатия до и после эксплозивной деятельности вновь образовавшихся активных вулканических конусов на удалении от них на десятки километров. При этом наиболее показательными были изменения горизонтальной дилатации [Энман, 1984]. Вертикальные смещения пунктов геодезической сети продемонстрировали картину, хорошо согласующуюся с ходом горизонтальных деформаций дилатации [Кафтан, 1991]. Режимы изменчивости дилатации и вертикальных смещений демонстрировали наличие глубинных источников инфляции магмы, расположенных также и на заметном удалении от конуса вулкана.

Аналогичные результаты были получены при наблюдении за вулканом Карымский. Здесь также был определен источник дилатации, существенно удаленный от главного конуса вулкана и расположенный в акватории озера Карымское, заполняющего кальдеру древнего, не считавшегося активным, вулкана Академии Наук [Магуськин, Шароглазова, 1992; Магуськин, Левин, 2006]. На протяжении долгого времени существование и интерпретация этого экстремума подвергались критике, основанной на относительно низкой плотности наблюдательной сети. Но последующие события в виде сильного землетрясения с эпицентром в непосредственной близости от этого места и неожиданного извержения в области кальдеры вулкана Академии Наук, не проявлявшего активность за последние два тысячелетия [Муравьев и др., 1997], весомо подкрепили правдоподобность наличия здесь магматического очага, оказывающего влияние на удаленную вулканическую постройку вулкана Карымский.

Сегодня сети ГНСС наблюдений, оснащенные постоянно-действующими автономными станциями охватывают практически всю территорию Земли, и их количество постоянно возрастает. Накоплена важная информация о движениях и деформациях земной поверхности на протяжении десятилетий. Анализ накопленных данных представляет немалый интерес в плане наблюдений за современной активностью вулканов. Одним из таких объектов является вулкан Этна (остров Сицилия, Италия), в последнее десятилетие проявляющий почти непрерывную эксплозивную и эффузивную деятельность.

Движения и деформации в районе Этны интенсивно исследуются с использованием ГНСС наблюдений. Наблюдения в течение полевых GPS кампаний 1994–1998 гг. обобщены в работе [Puglisi, Bonforte, 2004]. Исследования позволили выявить тенденцию роста дилатации по всей площади сети, а также предположить наличие нескольких взаимосвязанных магматических источников, расположенных на разных глубинах вблизи центра вулканической постройки. При этом обращено внимание на особо интенсивные деформационные процессы восточного склона вулкана.

Результаты следующего этапа работ, по данным за 1994–2011 гг., с использованием сети большего охвата обобщены в работе [Palano et al., 2012]; эти данные позволили осуществить анализ блоковой структуры региона.

Настоящее исследование посвящено анализу данных непрерывных GPS наблюдений по значительной части территории о-ва Сицилии и области Калабрии за период 2011–2017 гг., что позволило сопоставить тенденции деформационного режима в регионе с режимом извержений.

ИССЛЕДУЕМАЯ ТЕРРИТОРИЯ И НАБЛЮДАТЕЛЬНАЯ СЕТЬ

Вулкан Этна – один из наиболее активных вулканов мира расположен на восточном побережье острова Сицилия (Италия), омываемого Тирренским, Средиземным и Ионическим морями. Этна – крупный базальтовый стратовулкан высотой 3290 м и площадью основания 1570 км2. Для вулкана характерны частые эксплозивные и эффузивные извержения [Апродов, 1982].

Природа и тектоническая позиция вулкана Этна не вполне ясны. Обычно полагают [Gvirtzman, Nur, 1999; Doglioni et al., 2001; Casula, Bianchi, 2016 и др.], что вулкан генетически связан со слабоактивной (медленной) зоной субдукции Ионической микроплиты на север, под Сицилию и Калабрию. Но зона эта выделяется весьма нечетко, в частности, выход зоны к поверхности не вполне надежно ассоциируют с надвигом и прогибом Гела Катания (рис. 1). Более убедительно о существовании зоны субдукции свидетельствует развитие к северу от Сицилии молодой Эолийской островной дуги с вулканами островодужного типа. Вулкан Этна расположен существенно южнее этой дуги и по характеру вулканизма не является островодужным вулканом. Располагаясь на континентальной коре, он по продуктам вулканизма несет скорее черты вулканитов срединно-океанических хребтов и подводных гор [Gvirtzman, Nur, 1999]. В районе вулкана зона субдукции осложнена мощной поперечной структурой Мальтийского эскарпа (см. рис. 1). В пределах восточной Сицилии, к северу от вулкана Этна располагается Калабро-Пелоританский горный хребет, с юга равнина Катания и горы Иблеи [Bousquet, Lanzafame, 2004]. Вулкан расположен в окружении основных тектонических линеаментов (прогиб Гела-Катания, и Апенинский разлом) и граничит своим восточным флангом с Ионическим морем, где располагается окончание Мальтийского эскарпа [Bianca et al., 1999; Argnani, Bonazzi, 2005] (см. рис. 1). Если сопоставить область размещения вулкана Этна с классической структурой зон субдукции то оно весьма необычно. Вулкан размещается как бы в области преддугового склона и аккреционного клина.

 

Рис. 1. Главные тектонические линеаменты Сицилии и вулкана Этны. Прямые линии – главные системы разломов; пунктирные линии с треугольниками – главные региональные надвиги [D’Ajello Caracciolo et al., 2014].

 

Начиная с 2010 г. и по настоящее время извержения вулкана происходят почти непрерывно. По данным интернет-сайта Программы глобального вулканизма [http://volcano.si.edu/volcano.cfm?vn=211060&vtab=Eruptions] эруптивная деятельность происходила в следующие интервалы: с 10 августа 2010 г. по 27 апреля 2013 г., с 03 сентября 2013 г. по 16 мая 2015 г., с 02 декабря 2015 г. по настоящее время. Т.е. в течение семи лет перерывы в активности вулкана не превышали полугода. При этом интенсивность извержения оставалась умеренной.

С целью мониторинга движений и деформаций земной поверхности в районе исследований была развернута система GPS наблюдений. Она представлена непрерывно действующими станциями, а также периодически определяемыми геодезическими пунктами. История развития GPS наблюдений в Италии описана в работе [Baldi et al., 2015].

Для наблюдения за поведением вулкана Этна создана специальная отсчетная геодезическая основа, покрывающая область вулканической постройки [Palano et al., 2010]. Развитие GPS сетей в регионе описано в работе [Bonforte et al., 2016]. Основным оператором GPS сетей является Национальный институт геофизики и вулканологии Италии (Instituto Nazionale di Geofisica e Vulkanologia – INGV [http://www.ingv.it/it/]). Некоторые постоянно действующие станции функционируют под управлением компании Telespazio [http://www.telespazio.com/].

Исследование района Этны входит в важнейший научный проект RING [INGV RING, 2016] по исследованию средствами GPS кинематики взаимодействия Африканской и Евразийской тектонических плит в Западном Средиземноморье, который начал реализоваться в 2004 г. по инициативе INGV [Avallone et al., 2010].

Данные непрерывных GPS наблюдений региона в совокупности с другими пунктами глобальной постоянно действующей сети используются в ряде геодинамических проектов, один из которых осуществляется в Геодезической лаборатории Невады Университета Невады, Рено, США [http://geodesy.unr.edu/]. Эта лаборатория обрабатывает и поставляет для свободного использования временные ряды координат постоянно действующих GPS станций.

Для вычисления горизонтальных деформаций нами использованы временные ряды горизонтальных смещений, полученные Геодезической лабораторией Невады. Стратегия обработки первичных наблюдений представляла собой режим “point precise positioning” PPP, использующий точную GPS продукцию Jet Propulsion Laboratory. Обработке подвергались данные суточных наблюдений на пунктах GPS с использованием пакета GIPSY OASIS II. Значения координат получены в глобальной системе отсчета IGS08 [http://geodesy.unr.edu/index.php].

ПРОЦЕДУРЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Первым шагом обработки данных было устранение пропусков, имеющих место на некоторых станциях GPS. Заметим, что перерывы в наблюдениях не являются редкими событиями и связаны, как правило, с труднодоступностью мест расположения пунктов сети. Так, наибольшее число пропусков имеется на пункте BRO2, расположенном в непосредственной близости от вершины вулкана Этна. На этом пункте разрывы в наблюдениях достигают нескольких месяцев. Такие продолжительные потери данных, безусловно, сказываются на качестве последующего анализа. Они менее болезненны в случае эпизодических перерывов наблюдений на несколько суток. Но даже и в случае продолжительных перерывов мы, все же, имеем возможность отследить главные долговременные тенденции изучаемых изменений, применяя интерполяцию данных.

Для устранения разрывов была применена интерполяция Эрмитовыми сплайнами, с использованием стандартной процедуры пакета Матлаб [http://www.mathworks.com/].

Процедура интерполяции была применена для всех без исключения временных рядов координат, что бы иметь возможность получения регулярных пространственно-временных характеристик деформирования исследуемой территории с суточным разрешением.

Горизонтальные деформации вычислялись для треугольников триангуляции Делоне, представленных на рис. 2. Для вычисления деформаций конечных элементов использован тензор горизонтальных деформаций Tε=εnεnbεbnεb элементы которого равны, и εbn=εnb=12une+ubn, соответственно, при этом une+ubn=γnb=γnb.

 

Рис. 2. Сеть триангуляции Делоне. Береговая линия указана точечным пунктиром; жирные линии – главные разломы (см. рис. 1); окружность с внутренними штрихами – вершинный кратер вулкана Этна.

 

C целью изучения пространственно-временного распределения горизонтальных деформаций были рассчитаны следующие инвариантные характеристики.

Максимальные растяжения/сжатия ε1 и ε2.

ε1,2=12εn+εb±εn+εb+γne2

Максимальный сдвиг γmax= ε1 - ε2.

Дилатация Δ = ε1 + ε2.

Для получения однородного набора данных значения величины дилатации были нормированы к средней площади треугольника. Полученные значения масштабированной дилатации интерполировались на регулярную сетку с использованием эрмитовых сплайнов при помощи стандартной процедуры программного пакета Матлаб. Таким образом, были получены схемы горизонтального распределения деформаций дилатации на заданные интервалы времени.

С целью иллюстрации характера временных изменений из последовательных этапов деформации была составлена анимация, демонстрирующая изменение деформации во времени.

Аналогичная графическая визуализация была сделана также для вертикальных смещений земной поверхности, полученных непосредственно по временным рядам [http://geodesy.unr.edu/index.php].

Последовательность кадров с более редкой повторяемостью, чем в реальном расчете представлена на рисунках 3 и 4.

 

Рис. 3. Ход пространственно-временных изменений дилатации на протяжении интервала исследований. Сечение изолиний дилатации равно 0.05*10-5. Остальные обозначения см. рис. 1 и 2.

 

Рис. 4. Ход пространственно-временных изменений вертикальных смещений на протяжении интервала исследований. Сечение изолиний вертикальных смещений равно 0.025 м. Остальные обозначения см. рис. 3.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ДВИЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Рис. 3 и 4 демонстрируют изменения горизонтальных деформаций дилатации и вертикальных смещений на протяжении семи лет, включающих 3 эпизода извержений вулкана Этна. В моменты отсутствия экструзии условные обозначения вершинного кратера окрашены в белый цвет.

На протяжении всего интервала наблюдений центральная часть вулканической постройки ожидаемо демонстрирует развитие деформации растяжения и подъем. В зоне контакта (предположительной субдукции) микроплит вдоль разлома (надвига) Гела-Катания развиты деформации сжатия и опускания земной поверхности. Неожиданным является сильный максимум растяжений на восточной границе сети. Его существование требует объяснения.

Для выявления связи наблюдаемых изменений рассмотрим поведение горизонтальной деформации дилатации и вертикальных смещений в прикратерной зоне. Графики изменений этих характеристик с дискретностью одни сутки представлены на рис 5. В верхней его части показан временной ряд самых контрастных изменений среди всего набора данных. По его форме можно видеть, что применяемая интерполяция не вносит ложных длиннопериодных компонент и не превышает амплитуды общего шума процесса.

Сравнение, аналогичное представленному на рис. 5, выполнено в предположении связи растяжений акватории восточного побережья Сицилии и области вершины Этны. На рис. 6 приведены графики изменений указанных характеристик.

 

Рис. 5. Дилатация земной поверхности (внизу) в окрестности вершины вулкана Этна. Вертикальные пунктирные линии отмечают начало, а вертикальные сплошные линии – завершение экструзивных извержений. Гладкие отрезки кривой отвечают пропускам наблюдений, заполненным интерполяцией.

 

Рис. 6. Изменения вертикальных смещений прибрежной территории (вверху) и вершинной части вулкана.

 

Выше нами исследован осредненный характер деформации, так как кратерная зона сильно неоднородна, и в разные моменты извержения происходили в разных местах из разных кратеров. Детальный анализ деформации невозможен из-за недостаточной плотности наблюдательной сети, и наш анализ выявляет лишь общие тенденции.

В предположении о генетической связи площадного растяжения и поднятий территории был выполнен кросскорреляционный анализ соответствующих временных рядов.

Вычислялась кросскорреляционная функция rxy(τ) между каждой парой рядов xt и yt, сдвинутых друг от друга на τ интервалов времени

rxy(τ)=(nτ)t=1nτxtyt+τt=1nτxtt=1nτyt+τ(nτ)t=1nτx2t(t=1nτxt)2(nτ)t=1nτy2t(t=1nτyt)2 (1)

Положение экстремумов функции (1) на временной оси фиксирует значения временных задержек одного физического процесса по отношению к другому. Величины коэффициентов (1) демонстрируют статистическую значимость взаимосвязи этих процессов. Результаты кросскорреляционного анализа представлены в таблице. Видно, что сдвиг по времени (особенно при сравнении дилатации акватории и вершинной области) несколько улучшает коррелированность данных. Рисунки 3, 4 и 5 также свидетельствуют в пользу запаздывания значимых поднятий вершинной области по отношению к горизонтальным деформациям растяжения.

 

Оценка временных сдвигов и степени статистической связи

Независимая переменная

Зависимая переменная

r + σr

Сдвиг (дней)

r + σr

Дилатация вершины

Вертикальные смещения вершины

0.65 + 0.01

130

0.68 + 0.01

Дилатация акватории

Дилатация вершины

0.605 + 0.014

2

0.607 + 0.014

 

В целом корреляционный анализ демонстрирует наличие довольно высокой корреляции между сопоставляемыми характеристиками. Корреляция вертикальных смещений и деформаций привершинной территории максимальна при взаимном смещении временных рядов на 130 суток. Это можно трактовать в пользу осторожного предположения о первичности горизонтальных деформаций Этны по отношению к вертикальным в процессе извержений. Как полагают авторы работы [Chiocci et al., 2011], преобладание здесь тектонического режима растяжения способствует подъему первичной магмы без ее длительного хранения в верхней коре, что характерно при режиме регионального сжатия. Статистическая зависимость деформаций растяжения прибрежной акватории и территории вершины также достаточно сильная. Она несколько усиливается при смещении рядов на 2 суток друг относительно друга, но этот результат может иметь и случайный характер. Поэтому нет оснований говорить о временном запаздывании одного процесса по отношению к другому. Тем не менее, высокая положительная корреляция свидетельствует о высокой вероятности генетической связи этих двух очагов горизонтальных растяжений земной поверхности, протекающих практически синхронно.

ТЕКТОНИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРОВАНИЯ

Выявленные выше тенденции, пространственно-временного распределения горизонтальных деформаций и вертикальных смещений могут быть проинтерпретированы в связи с тектоническими и геодинамическими особенностями региона. Растяжения в районе вершинных кратеров свидетельствуют о наличии здесь вполне ожидаемого центрального источника деформаций. Протяженная область сжатий и слабых опусканий к югу от вулкана отвечает зоне разлома Гела-Катанья и может быть объяснена сближением бортов этого надвига (иногда трактуемого как выход на поверхность слабовыраженной зоны субдукции).

Неожиданным представляется экстремум горизонтальных растяжений, расположенный в восточной части наблюдательной сети, в прибрежной части акватории Ионического моря. При этом вертикальные смещения в этом районе практически нулевые. Эти деформации отчасти согласуются с процессом отдаления о-ва Сицилия от Побережья Калабрии Аппенинского полуострова, что показано, например, в работах [D’Agostino, Selvaggi, 2004; Palano et al., 2012; Ventura et al., 2014; Doglioni et al., 2012].

Максимум растяжений располагается несколько севернее города Катаньи, восточнее станции EIIV (см. рис. 2), в акватории Ионического моря. Эта территория является местом сочленения сразу нескольких важнейших разломных зон (см. рис. 1). Здесь также расположена оконечность Мальтийского эскарпа, резко выраженного в батиметрии дна Ионического моря [Argnani, Bonazzi, 2005]. Эти совпадения указывают на неслучайность этой деформационной аномалии.

С целью возможных объяснений этого феномена используем дополнительные геофизические данные.

Прежде всего отметим, что указанной области отвечает несильный, но достаточно явственный подъем границы Мохо (см. рис. 7, 8 из работы [Nicolich et al., 2000]).

Наиболее интересные данные получены в результате геомагнитной съемки района Этны [D’Ajello Caracciolo et al., 2014]. Вблизи расположения локального максимума горизонтального растяжения земной поверхности зарегистрирован высокий уровень магнитного поля – более 200 nT. При этом область этой положительной магнитной аномалии распространяется в направлении СЗ-ЮВ от вершины вулкана до прибрежной части Ионического моря, в область регистрации максимальных растяжений по данным GPS. Характер и непрерывность поля магнитных аномалий свидетельст вуют о подводном продолжении общей структуры вулканической постройки в восточном направлении.

Здесь же, в нескольких километрах к северу от г. Катанья, развита система разломов Тимпе, представляющая собой наиболее примечательную структурную особенность вулкана [Azzaro et al., 2012]. Она заполняет большую часть восточного фланга вулканической постройки вытянутым поясом разломов, имеющих продолжение на морском шельфе, с растягивающим характером смещений.

Морские исследования данного района позволили выдвинуть гипотезу об активно протекающем здесь тектоническом процессе [Chiocci et al., 2011]. Авторы связывают тектоническую активность в большей мере с магматическим процессом, а не с орогенной тектоникой формирования Апеннинской цепи. Наблюдаемые здесь положительные формы рельефа не содержат структур сжатия. Наоборот, «горб» пронизан структурами растяжения, представляющими хрупкую реакцию на крупномасштабную и продолжительную гравитационную неустойчивость, деформирующую континентальную окраину. Предложенная модель предполагает, что в последние сотни тысяч лет здесь развивается тектоника растяжения. Т.е. непрерывная декомпрессия на вершине вулкана способствует подъему первичной магмы без длительного хранения в верхней коре, как это можно было ожидать при режиме сжатия. Именно развитие растягивающих напряжений и деформаций расценивается авторами [Chiocci et al., 2011] как основная причина исторического роста активнейшего базальтового вулкана на вершине активного пояса разломов – Апеннинской дуги в Сицилии

Полученные нами результаты изучения кинематики деформаций по данным GPS подкрепляют эту гипотезу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате определения движений и деформаций земной поверхности на протяжении около 7 лет с временным разрешением 1 сутки по данным GPS наблюдений получены результаты, способствующие развитию представлений о современном тектоническом режиме района вулкана Этны и специфике его вулканического процесса.

Установлены тенденции пространственно-временного распределения вертикальных смещений и горизонтальной дилатации большей части территории о-ва Сицилия, части Калабрии и непосредственно района расположения вулкана.

Наибольший интерес представляют сильные экстремумы горизонтальных растяжений, выявляемые в центральной части вулканической постройки и на шельфе восточного побережья Сицилии. Растяжения в кратерной области вулкана коррелируют с развитием здесь же восходящих движений, которому как бы предшествуют деформации растяжения, что может рассматриваться в качестве указания на их первичность.

Корреляция выявляется также между растяжениями в кратерной области вулкана и на восточном шельфе Сицилии. Растяжения в шельфовой зоне акватории Ионического моря не противоречат современным представлениям о характере тектоники этого района, подтверждая наличие в этом месте активного источника деформации, статистически и, видимо, генетически связанного с растяжениями в центральной части вулкана. Взаимосвязь зон тектонических растяжений в кратерной области Этны и на акватории весомо подкрепляется характером геомагнитного поля. Сильная морфологически единая протяженная аномалия протягивается от кратерной зоны вулкана на акваторию [D’Ajello Caracciolo et at., 2014]. Такая аномалия может порождаться питающей вулкан магматической системой. Сама эта система может быть следствием развития области повышенной проницаемости литосферы, связанной с существованием здесь мощной системы разломов (см. рис. 1) и режимом растяжения, выявленным по данным GPS наблюдений. Отметим, что в этом плане (кроме состава вулканитов) вулканизм Этны оказывается похож на вулканизм многих морских подводных вулканов, последние также связаны не с астеносферными плюмами, а с областями повышенной проницаемости литосферы [Мирлин и др., 2018].

Полученные результаты дают основание подчеркнуть перспективность исследований деформаций земной поверхности с использованием GPS наблюдений на территориях проявления активного вулканизма в более широких пространственно-временных масштабах, чем в непосредственной близости от областей и эпизодов развития магматических экструзий.

About the authors

V. I. Kafta

Geophysical Center, Russian Academy of Sciences; Institute of Agrarian Technology, Russia’s University of Peoples’ Friendship; Federal Science Center of Geodesy, Cartography, and 3D Data Infrastructure

Author for correspondence.
Email: v.kaftan@gcras.ru

Russian Federation, 3, Molodezhnaya str., Moscow, 119269; 6, Miklukho-Maklaya str., Moscow, 117198; 26, Onezhskaya str., Moscow, 125413 

M. V. Rodkin

Federal Science Center of Geodesy, Cartography, and 3D Data Infrastructure; Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics, Russian Academy of Sciences

Email: rodkin@mitp.ru

Russian Federation, 84/32, Profsoyuznaya str., Moscow, 117997; 1B, Nauki str., Yuzhno-Sakhalinsk, 693022 

References

  1. Апродов В.А. Вулканы. М.: Мысль, 1982. 367 с.
  2. Большое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка 1975–1976 гг. / Под ред. С.А. Федотова. М.: Наука, 1984. 637 с.
  3. Кафтан В.И. Анализ тригонометрического нивелирования в районе вулкана Толбачик // Геодезия и картография. 1991. № 1. С. 32–36.
  4. Магуськин М.А., Левин В.Е. Геодезический мониторинг деформаций земной коры в Карымском вулканическом центре // Проблемы эксплозивного вулканизма (к 50-летию катастрофического извержения вулкана Безымянный). Петропавловск-Камчатский, 2006. С. 157–165.
  5. Магуськин М.А., Шароглазова Г.А. Деформации земной поверхности Карымского вулканического центра // Вулканология и сейсмология. 1992. № 4. С. 90—110.
  6. Мирлин Е.Г., Миронов Ю.В., Родкин М.В., Чесалова Е.И. Внутриплитные подводные горы северо-западного сектора Тихого океана // Океанология. 2018. Т. 58. № 2. С. 1–9.
  7. Муравьев Я.Д., Федотов С.А., Будников В.А. и др. Вулканическая деятельность в Карымском центре в 1996 г.: вершинное извержение Карымского вулкана и фреатомагматическое извержение в кальдере Академии Наук // Вулканология и сейсмология. 1997. № 5. С. 38–71.
  8. Энман С.В. Приповерхностные напряжения и деформации в районе Большого Толбачинского трещинного извержения 1975–1976 гг. на Камчатке // Комплексные геодинамические полигоны. М., 1984. С. 123–127.
  9. Argnani A., Bonazzi C. Malta Escarpement fault zone offshore eastern Sicily: Pliocene–Quaternary tectonic evolution based on new multichannel seismic data // Tectonics. 2005. V. 24. http://dx.doi.org/10.1029/2004TC001656 (TC4009).
  10. Avallone A., Selvaggi G., D’Anastasio E. The RING network: improvements to a GPS velocity field in the central Mediterranean, Annales of Geophysics 2010. V. 53. № 2. Р. 39–54. doi: 10.4401/ag-4549
  11. Azzaro R., Branca S., Gwinner K., Coltelli M. The volcano-tectonic map of Etna volcano, 1:100000 scale: an integrated approach based on a morphotectonic analysis from high-resolution DEM constrained by geologic, active faulting and seismotectonic data // Ital. J. Geosci. (Boll. Soc. Geol. It.), 2012. V. 131. № 1. Р. 153–170. doi: 10.3301/IJG.2011.29
  12. Baldi P., Devoti R., Riguzzi F., Pietrantonio G. Satellite positioning and geophysics studies in Italy // Rendiconti Lincei. Scienze Fisiche e Naturali. 2015. doi: 10.1007/s12210-015-0385-6
  13. Bianca M., Monaco C., Tortorici L., Cernobori L. Quaternary normal faulting in southeastern Sicily (Italy): a seismic source for the 1693 large earthquake // Geophys. J. Int. 1999. V. 139. Р. 70–394.
  14. Bonforte A., Fagone S., Giardina C. et al. Global positioning system survey data for active seismic and volcanic areas of eastern Sicily, 1994 to 2013. Scientific data, 3:160062 / 2016. doi: 10.1038/sdata.2016.62 https://www.nature.com/articles/sdata201662
  15. Bousquet J.C., Lanzafame G. The tectonics and geodynamics of the Mt. Etna: synthesis and interpretation of geological and geophysical data / Eds A. Bonaccorso et al. // Geophysical Monograph Series, AGU, 143. Mt. Etna: Volcano Laboratory, 2004. P. 29–47.
  16. Casula G., Bianchi M.G. Comparison of the historic seismicity and strain-rate pattern from a dense GPS-GNSS network solution in the Italian Peninsula // Geodesy and Geodynamics. 2016. V. 7. № 5. Р. 303–316.
  17. Chiocci F.L., Coltelli M., Bosman A., Cavallaro D. Continental margin large-scale instability controlling the flank sliding of Etna volcano // Earth and Planet. Science Lett. 2011. V. 305. Р. 57–64. doi: 10.1016/j.epsl.2011.02.040
  18. D’Agostino N., Selvaggi G. Crustal motion along the Eurasia-Nubia plate boundary in the Calabrian Arc and Sicily and active extension in the Messina Straits from GPS measurements // Journal of Geophys. Res. 2004. V. 109. B11402. doi: 10.1029/2004JB002998
  19. D’Ajello Caracciolo F., Nicolosi I., Carluccio R et al. High resolution aeromagnetic anomaly map of Mount Etna volcano, Southern Italy // Journal of Volcanology and Geothermal Res. 2014. V. 277. P. 36–40. http://dx.doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2014.03.008
  20. Doglioni C., Innocenti F., Mariotti G. Why Mt Etna? // Terra Nova. 2001. V. 13. Issue 1. P. 2–31.
  21. Doglioni C., Ligi M., Scrocca D. et al. The tectonic puzzle of the Messina area (Southern Italy): Insights from new seismic reflection data // SCIENTIFIC REPORTS. 2012. V. 2. P. 970. doi: 10.1038/srep00970
  22. Gvirtzman Z., Nur A. The formation of Mount Etna as the consequence of slab rollback // Nature. 1999. V. 401, P. 782–785.
  23. INGV RING WORKING GROUP // RETE INTEGRATA NAZIONALE GPS/ 2016. doi: 10.13127/RING
  24. Nicolich R., Laigle M., Hirn A. Crustal structure of the Ionian margin of Sicily: Etna volcano in the frame of regional evolution // Tectonophysics. 2000. V. 329. P. 121–139.
  25. Palano M., Ferranti L., Monaco C. GPS velocity and strain fields in Sicily and southern Calabria, Italy: Updated geodetic constraints on tectonic block interaction in the central Mediterranean // Journal of Geophys. Res. 2012. V. 117. B07401. doi: 10.1029/2012JB009254,
  26. Palano M., Rossi M., Cannavo F. Etn@ref: a geodetic reference frame for Mt. Etna GPS networks // Annals of Geophysics. 2010. V. 53. № 4. Р. 49–57. doi: 10.4401/ag-4879
  27. Puglisi G., Bonforte A. Dynamics of Mount Etna Volcano inferred from static and kinematic GPS measurements // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. B11404. doi: 10.1029/2003JB002878.
  28. Ventura B. M., Serpelloni E., Argnani A. Fast geodetic strain-rates in eastern Sicily (southern Italy): New insights into block tectonics and seismic potential in the area of the great 1693 earthquake // Earth and Planet. Sci. Lett. 2014. V. 404. Р. 77–88. http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2014.07.025

Supplementary files

Supplementary Files Action
1.
Fig. 1. The main tectonic lineaments of Sicily and the volcano Etna. Straight lines are major fault systems; dashed lines with triangles are the main regional thrusts [D’Ajello Caracciolo et al., 2014].

Download (169KB) Indexing metadata
2.
Fig. 2. Delaunay Triangulation Network. The coastline is indicated by a dotted line; fat lines - main faults (see fig. 1); circle with internal strokes - the summit crater of Etna volcano.

Download (76KB) Indexing metadata
3.
Fig. 3. The course of spatio-temporal dilatation changes throughout the study interval. The cross section of the dilatation isolines is 0.05 * 10-5. Other designations see fig. 1 and 2.

Download (108KB) Indexing metadata
4.
Fig. 4. The course of space-time changes in vertical displacements over the study interval. The cross-section of isolines of vertical displacements is equal to 0.025 m. For the remaining notation, see fig. 3

Download (96KB) Indexing metadata
5.
Fig. 5. Dilatation of the earth's surface (below) in the vicinity of the summit of Mount Etna. Vertical dashed lines mark the beginning, and vertical solid lines mark the end of extrusive eruptions. Smooth segments of the curve correspond to the omission of observations filled with interpolation.

Download (142KB) Indexing metadata
6.
Fig. 6. Changes in the vertical displacements of the coastal area (above) and the summit of the volcano.

Download (116KB) Indexing metadata

Statistics

Views

Abstract - 290

PDF (Russian) - 173

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2019 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies