Деформации района вулкана Этны по данным GPS измерений, интерпретация, связь с режимом вулканизма

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования горизонтальных деформаций и вертикальных перемещений в районе активного вулкана Этны (остров Сицилия, Италия), полученных по данным наблюдений глобальных спутниковых навигационных систем в 2011–2017 гг. с интервалом регистрации одни сутки редко расположенными станциями региональной геодезической сети. Исследования Этны особенно важны в плане: 1) локализации вулкана в районе с высокой плотностью населения; 2) практически непрерывного режима извержений и 3) несоответствия расположения вулкана плитотектоническим построениям. Выявлены субрегиональные тенденции деформирования исследуемой территории. Деформации растяжений зарегистрированы не только в области вершинного кратера, но также и на значительном удалении от него в акватории Ионического моря. Последнее позволяет предположить существование обширной глубинной системы питания вулкана с источниками, значительно удаленными от вершинного активного кратера. Обсуждаются результаты геологических и геофизических исследований береговой части и акватории данного района. Демонстрируется целесообразность исследования деформаций по данным наблюдательных сетей пусть и с невысокой плотностью станций, но с большим охватом территории.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. И. Кафтан

Геофизический центр РАН; Аграрно-технологический институт РУДН; Федеральный научно-технический центр геодезии, картографии и ИПД

Автор, ответственный за переписку.
Email: v.kaftan@gcras.ru
Россия, 119269, г. Москва, ул. Молодежная, 3; 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6; 125413, г. Москва, ул. Онежская, 26

М. В. Родкин

Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН; Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН

Email: rodkin@mitp.ru
Россия, 117997, г. Москва, ул. Профсоюзная, 84/32;  693022, г. Южно-Сахалинск, ул. Науки, 1Б

Список литературы

  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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. 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].

Скачать (169KB)
Метаданные
3. 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.

Скачать (76KB)
Метаданные
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.

Скачать (108KB)
Метаданные
5. 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.

Скачать (96KB)
Метаданные
6. 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.

Скачать (142KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменения вертикальных смещений прибрежной территории (вверху) и вершинной части вулкана.

Скачать (116KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2019