Новый анализ последовательности извержений вулкана Редут на Аляске в марте 2009 года показывает, что гармонический тремор перешел на значительно более высокие частоты, а затем резко прекратился незадолго до шести извержений, пять из которых идут подряд.«Частота этого толчка необычно высока для вулкана, и его нелегко объяснить многими общепринятыми теориями», — сказала Алисия Хотовек-Эллис, докторант Вашингтонского университета в области наук о Земле и космосе.Документирование активности дает ключ к разгадке давления вулкана прямо перед взрывом. По ее словам, это может помочь уточнить модели и позволить ученым лучше понять, что происходит во время циклов извержения вулканов, таких как Редут.
Источник землетрясений и гармонических сотрясений точно не известен. Некоторые вулканы издают звук, когда магма — смесь расплавленной породы, взвешенных твердых частиц и пузырьков газа — резонирует, проталкиваясь сквозь тонкие трещины в земной коре.Но Хотовец-Эллис считает, что в этом случае землетрясения и гармонические сотрясения происходят, когда магма проталкивается через узкий канал под большим давлением в самое сердце горы.
Густая магма прилипает к поверхности породы внутри канала до тех пор, пока давления не станет достаточным, чтобы переместить ее выше, где она прилипает, пока давление не сдвинет ее снова.По ее словам, каждое из этих внезапных движений приводит к небольшому землетрясению силой от 0,5 до 1,5 балла.
По мере роста давления землетрясения становятся меньше и происходят в такой быстрой последовательности, что переходят в непрерывный гармонический тремор.«Поскольку между каждым землетрясением меньше времени, не хватает времени, чтобы создать давление, достаточное для более сильного», — сказал Хотовец-Эллис. «После того, как частота увеличивается до смехотворно высокой, она останавливается, а затем взрывается».Она является ведущим автором предстоящей статьи в Журнале вулканологии и геотермальных исследований, в которой описывается исследование.
Соавторами являются Джон Видейл из UW и Стефани Прежан и Джоан Гомберг из Геологической службы США.Хотовек-Эллис является соавтором второй статьи, опубликованной 14 июля в журнале Nature Geoscience, в которой представлена новая модель «фрикционных разломов» в качестве инструмента для оценки механизма тремора, наблюдаемого в Редуте в 2009 году.
Ведущий автор этой статьи Ксения Дмитриева из Стэнфордского университета, другие соавторы — Прежан и Эрик Данхэм из Стэнфорда.Пауза в увеличении частоты гармонических сотрясений непосредственно перед вулканическим взрывом является основным направлением статьи в Nature Geoscience. «Мы думаем, что пауза наступает тогда, когда даже землетрясения больше не могут угнаться, и две стороны разлома плавно скользят друг относительно друга», — сказал Хотовец-Эллис.Она задокументировала возрастающую частоту тремора, начиная примерно с 1 герц (или цикл в секунду) и постепенно увеличиваясь примерно до 30 герц.
У людей диапазон слышимых частот начинается примерно с 20 герц, но человек, лежащий на земле прямо над магистральным каналом магмы, может слышать гармонический тремор, когда он достигает своей наивысшей точки (это не та деятельность, которую она бы посоветовала, поскольку за тремором следует взрыв).Ученые из обсерватории вулкана USGS на Аляске назвали гармонический тремор наивысшей частоты на вулкане Редут «криком», потому что он достигает такой высокой частоты по сравнению с начальной точкой от 1 до 5 герц. Hotovec-Ellis сделал две записи сейсмической активности.
10-секундная запись охватывает около 10 минут сейсмического звука и гармонического тремора, ускоренного в 60 раз. Одноминутная запись концентрирует около часа активности, которая включает более 1600 небольших землетрясений, которые предшествовали первому взрыву с гармоническим тремором.Поднимающееся вверх сотрясение непосредственно перед вулканическим взрывом также было зарегистрировано у вулкана Ареналь в Коста-Рике и вулкана Суфриер-Хиллз на карибском острове Монтсеррат.«Редут уникален тем, что гораздо яснее, что происходит», — сказал Хотовец-Эллис. «Я думаю, что следующий шаг — понять, почему стрессы так высоки».
Работа частично финансировалась Геологической службой США и Национальным научным фондом.