Дальнейшие исследования пространственно-временных закономерностей распределения ГДП землетрясений и их характеристик в различные периоды сейсмической и вулканической активности с использованием цифровых записей, возможно, позволят подтвердить предлагаемую модель генерации ГДП землетрясений.
Следует подчеркнуть, что в рассмотренной выше модели наша задача заключалась в том, чтобы показать возможность генерации ГДП землетрясений в результате фазовых переходов 1-го рода (образование газовой фазы). Поэтому расчеты, проведенные нами, были сделаны для системы расплав-вода, наиболее изученной к настоящему времени. Но принципиальная схема генерации ГДП землетрясений в предложенной нами модели не изменится, если в процессе нуклеации газовых пузырьков в качестве активного агента будет выступать другой газ. Определение подходящего на такую роль магматического газа и возможных физико-химических процессов, в результате которых образуется газовая фаза, является задачей геохимии. Диапазон глубин и характеристики ГДП землетрясений дают дополнительные условия для такого поиска.
Выводы
По результатам анализа многолетних сейсмических наблюдений в районе Северной группы вулканов (1977-1996 гг.) под вулканом Ключевской выделяются 4 сейсмически активных слоя: -4-5 км; 3-12 км; 12-20 км; 20-40 км. Установлено, что сейсмичность слоев 2 и 3 зависит от проявлений внешней активности и отражает состояние питающей магматической системы на этих глубинах.
Сейсмичность слоя 20-40 км резко отличается от сейсмичности вышележащих горизонтов глубин по ряду исследованных параметров: угловому коэффициенту графика повторяемости, максимальному энергетическому классу землетрясений, суммарной сейсмической энергии и числу землетрясений. Динамические и кинематические параметры землетрясений в этом слое и землетрясений на глубинах меньше 20 км также различны. Это позволяет предполагать иную генетическую природу землетрясений, происходящих под вулканом в нижних горизонтах земной коры и переходном от коры к мантии слое.
Предложена модель генерации ГДП землетрясений, в которой в качестве возбуждающей силы источника землетрясений рассмотрен процесс спонтанной полимеризации магматического расплава и сопутствующего ей газоотделения. Проведенные расчеты показывают удовлетворительное согласие предложенной модели с экспериментальными сейсмическими данными.
Так как ГДП землетрясения связаны с движением магмы, есть основания предполагать, что исследование длиннопериодной сейсмичности на глубинах более 20 км под вулканом может выявить дополнительные прогностические признаки извержений.
Авторы выражают благодарность В.Т.Гарбузовой, первой обратившей внимание на необычную форму землетрясений под Ключевским вулканом в нижних горизонтах коры и переходном от коры к мантии слое и внесшей существенный вклад в обработку этих землетрясений.
Список литературы
Аносов Г.И., Балеста С.Т., Иванов Б.В., Утнасин В.К., Основные черты тектонического строения Ключевской группы вулканов (Камчатка) в связи с ее глубинной структурой // Докл. АН СССР. 1974. Т.219. N 5. С.1192-1195.
Большое трещинное Толбачинское извержение (БТТИ, Камчатка, 1975-1976 гг.) / Отв. ред. Федотов С.А. М.: Наука, 1984. 638 с.
Гаврилов В.А., Воропаев В.Ф., Головщикова И.А. и др., Комплекс радиотелеметрической аппаратуры ТЕСИ-2 // Сейсмические приборы. 1987. N 19. С.5-17.
Гордеев Е.И., Природа сейсмических сигналов на активных вулканах: Автореф. дисс. док. физ.-мат.наук. Москва, 1998. 30 с.
Горельчик В.И., Сейсмичность магматической системы Ключевского вулкана на Камчатке // Тез.докл. VII Всесоюзного вулканологического совещания "Вулканизм, структуры и рудообразование". Иркутск, июнь 1992. Петропавловск-Камчатский, 1992. С.48-49.
Горельчик В.И., Гарбузова В.Т., Сейсмичность Ключевского вулкана как отражение его современной магматической деятельности (настоящий сборник).
Горельчик В.И., Зобин В.М., Токарев П.И., Сейсмичность вулканов // Вулканология и сейсмология. 1987. N 6. С.61-77.
Горельчик В.И., Гарбузова В.Т., Дрознин Д.В., Левина В.И. Фирстов П.П., Чубарова О.С., Широков В.А., Вулкан Шивелуч: глубинное строение и прогноз извержений по данным детальной сейсмичности, 1962-1994 гг. // Вулканология и сейсмология. 1995. N 4-5. С.54-75.
Горельчик В. И., Чубарова О.С., Гарбузова В.Т., Сейсмичность района Северной группы вулканов // Вулканология и сейсмология. 1988. N 1. С.90-100.
Горельчик В.И., Сторчеус А.В., О длиннопериодных вулканических землетрясениях в нижних горизонтах земной коры и переходном от коры к мантии слое под Ключевским вулканом // Материалы научно-практической конференции "Проблемы сейсмичности Дальнего Востока, новая карта сейсмического районирования ОСР-97, ее роль и значение для Петропавловска-Камчатского и области". Петропавловск-Камчатский, 1999, 6-9 апреля. С.73.
Двигало В.Н., Морфологические предвестники (первые признаки) активизации некоторых вулканов Камчатки // Вулканология и сейсмология. 2000. N 4. С.3-16.
Двигало В.Н., Мелекесцев И.В. Крупные современные обвалы на конусе вулкана Ключевской (по результатам ревизии последствий событий 1944-1945 и 1984-1985 гг. // Вулканология и сейсмология. 2000. N 1. С.3-17.
Дженкинс Г., Ваттс Д. Спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1971. Т.1 316 с.
Земцов А.Н. Исследование твердой дисперсной фазы эруптивного вулканического облака: Автореф. дисс. канд. геол.-мин. Наук. М., 1986. С.22.
Кадик А.А., Луканин О.А. Дегазация верхней мантии при плавлении. М.: Наука, 1986. 97 с.
Канаи К., Осада К., Иосизава К Соотношения между периодами и амплитудами сейсмических волн // Слабые землетрясения. М.: Из-во ин. лит-ры, 1961. С.231-242.
Лебедев Е.Б, Влияние воды на физико-химические свойства расплавов магматического состава: Автореф. дисс. док. химических наук. М., 1981. 42 с.
Персиков Э.С. Вязкость магматических расплавов. М.: Наука, 1984. 160 с.
М.А.Садовский. Избранные труды. Геофизика и физика взрыва. М. Наука, 1999. 335 c.
Сторчеус А.В. К вопросу о природе вулканических взрывов // Вулканология и сейсмология. 1983. N 4. С.72-78.
Сургучев П.И., Горельчик В.И., Левина В.И., Мячкин В.В., Массовое определение гипоцентров землетрясений на ЭВМ в районе Северной группы вулканов Камчатки // Вулканология и сейсмология. 1992. N 2. С.50-63.
Токарев П.И. Рой землетрясений вулкана Шивелуч в мае 1964 г. // Бюлл. вулканол. станций. 1964. N 38. С.41-44.
Федотов С.А., Кузин И.П., Бобков М.Ф. Детальные сейсмологические исследования на Камчатке в 1960-1961 гг. // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1964. N 9. С.1360-1375.
Федотов С.А. Энергетическая классификация курило-камчатских землетрясений и проблема магнитуд. М.: Наука, 1972. 116 с.
Федотов С.А., Токарев П.И. Годзиковская А.А., Зобин В.М., Детальные данные о сейсмичности Камчатки и Командорских островов (1965-1968 гг.) // Сейсмичность и сейсмический прогноз, свойства верхней мантии и их связь с вулканизмом на Камчатке Новосибирск: Наука, 1974. С.35-46.
Федотов С.А., Жаринов Н.А., Горельчик В.И. Деформации и землетрясения Ключевского вулкана, модель его деятельности // Вулканология и сейсмология. 1988. N 2. С.3-42.
Фирстов П.П., Широков В.А., Локализация корней вулканов Ключевской группы по сейсмологическим данным // Вулканизм и глубины Земли. М.: Наука, 1971 С.113-117.
Цубои Ч. Соотношения между магнитудой и повторяемостью землетрясений в Японии и вблизи нее // Слабые землетрясения. М.: Из-во ин. лит-ры, 1961. С.334-342.
Широков В.А., Геодинамические аспекты взаимосвязи сейсмических и вулканических процессов, прогноз сильных землетрясений и вулканических извержений по сейсмологическим данным // Основные результаты научно-исследовательских работ Института вулканической геологии и геохимии за 1991-1996 гг. Петропавловск-Камчатский, 1996. С.73-80.
Brune J.N. Tectonic stress and the spectra of seismic shear waves earthquakes // Journal of Geophysical Research. 1970. V.75. N26. P.4997-5009.
Choue, B.A. Long-period volcano seismicity: its source and use in eruption forecasting. // Nature. 1996. V.380. P.309-316.
Chouet B.A., Page R.A., Stephens C.D., Lahr J.C., and Power J.A. Precursory swarms of long-period events at Redoubdt Volcano (1989-1990), Alaska: Their origin and use as a forecasting tool // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1994. V.62. P.95-135.
Chouet B.A., Excitation of a buried magmatic pipe: A seismic source model for volcanic tremor: Journal of Geophysical Research. 1985. V.90. P.1881-1893.
Chouet B.A. A seismic source model for the source of long-period events and harmonic tremor: Journal of Geophysical Research. 1988. V.93. P.4373-4400.
Chouet B.A. A seismic model for the source of long-period events and harmonic tremor // Gasparini P., Scarpa R., and Aki K., etc. Volcanic seismology: International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth's Interior (IAVSEI). Proceedings in Volcanology, Berlin, Springer-Verlag. 1992. P.113-156.
Ferrazzini V., Chouet B.A., Fehler M., and Aki K. Quantitative analysis of long-period events recorded during hydrofracture experiments at Fenton Hill, New Mexico // Journal of Geophysical Research. 1990. V.95. P.21871-21884.
Harlow D.H., Power J.A., Laguerta E.P., Ambubuyog G., White R.A.,and Hoblit R.P. Precursory seismicity and forecasting of the June 15, 1991, eruption of Mount Pinatubo // Newhall, Christopher G. and Punongbayan, Raymundo S., Fire and Mud: Eruptions and Lahars of Mount Pinatubo, Philippines, Philippine Institute of Volcanology and Seismology, Quezon City and University of Washington Press, Seattle and London, 1996. P.285-306
Klein F.W., Koyanagi R.Y., Nakata, J.S., and Tanagawa W.R.. The seismicity of Kilayea's magma sistem, Data from Hawaiian Volcano Observatory 1969-1985 // Decker R.W.,Wright T.L., and Staffe, P.H., eds. Volcanism in Hawaii: U.S. Geological Survey Professional Paper 1350. 1987. V.2. P.1019-1186.
Koyanag, R.Y., Chouet B.A., and Aki K. Origin of volcanic tremor in Hawaii, Part I, Data from Hawaiian Volcano Observatory 1969-1985 // Decker R.W.,Wright T.L., and Staffer P.H., eds. Volcanism in Hawaii: U.S. Geological Survey Professional Paper 1350. 1987. V.2. P.1228-1258.
Lahr J.C., Chouet B.A., Stephens C.D., Power J.A., and Page R.A.. Earthquake classification, location, and error analysis in a volcanic environment: Implications for the magmatic system of the 1989-1990 eruptions at Redoubdt Volcano, Alaska // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1994. V.62. P.137-151.
Ramos E.G., Laguerta E.P., and Hamburger M.W. Seismicity and magmatic resurgence at Mount Pinatubo in 1992 // Newhall, Christopher G. and Punongbayan, Raymundo S. Fire and Mud: Eruptions and Lahars of Mount Pinatubo, Philippines, Philippine Institute of Volcanology and Seismology, Quezon City and University of Washington Press, Seattle and London, 1996. P.387-406.
Rosner D.R., Epstein M. Effects of interface kinetics, capillarity and solute diffusion on bubble growth rate in highly supersaturated liquids // Chem. Eng. Sci. 1972.V.27. P.69-88.
Sparks R.S.J. The dynamics of bubble formation and growth in magmas: a review and analysis // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1978. V.3. P.1-37.
Verhoogen J. Mechanics of ash formation // Am. J. Sci. 1951. V.249. P.729-739.
White Randall A., Precursory Deep Long-Period Earthquakes at Mount Pinatubo: Spatio-Temporal Link to a Basalt Trigger, in: Newhall, Christopher G. and Punongbayan, Raymundo S., Fire and Mud: Eruptions and Lahars of Mount Pinatubo, Philippines, Philippine Institute of Volcanology and Seismology, Quezon City and University of Washington Press, Seattle and London, 1996. P.307-327.