Наклономерные наблюдения на полуострове Камчатка в 2012–2016 гг.

1 Камчатский филиал ФИЦ “Единая Геофизическая служба РАН”, г. Петропавловск-Камчатский, Россия

² Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, г. Петропавловск-Камчатский, Россия

³ Институт сейсмологии и вулканологии, Хоккайдский университет, г. Саппоро, Япония

Автор для переписки: П.П. Фирстов, e-mail: firstov@emsd.ru

Поступила в редакцию 23.12.2020 г.; после доработки 27.02.2021 г.
Принята к публикации 02.03.2021 г.

Аннотация. В работе приведены результаты наклономерных наблюдений на полуострове Камчатка в период 2012–2016 гг. Из работающих в данный период 6 наклономерных пунктов результативными оказались два, расположенные в районе Ключевской группы вулканов, в которых наклономеры были установлены с учетом технических требований. В рассматриваемый период произошли два значительных геодинамических события на полуострове Камчатка: Охотоморское землетрясение с М_W=8.3 и глубиной очага 630 км и Трещинное Толбачинское извержение имени 50-летия Института вулканологии (ТТИ-50). Одновременное возникновение аномалии, которую можно отнести к предвестниковой, в поведении наклонов на двух пунктах и удаленная форшоковая активизация в Авачинском заливе свидетельствует о едином геодинамическом процессе регионального масштаба, предшествующем Охотоморскому землетрясению. На ближайшем к извержению ТТИ-50 пункте (расстояние около 40 км) на составляющей С–Ю наблюдается хорошо выраженная аномалия, начавшаяся за 5 месяцев до извержения, которая демонстрирует положительный наклон ~70 мкрад. Это указывает на происходившие перед извержением ТТИ-50 сложные геодинамические процессы, обусловленные миграцией магмы в слоях с нейтральной плавучестью согласно геофизической модели магматической питающей системы Ключевской группы вулканов. Полученные данные о наклонах свидетельствуют, что наклоны могут быть весьма существенным дополнением к современному методу наблюдений за движениями земной поверхности с помощью GPS технологий.

Ключевые слова: деформация, земная поверхность, наклономер, вулкан, сильное землетрясение, Камчатка

Цитируйте эту статью как: Фирстов П.П., Макаров Е.О., Глухов В.Е., Титков Н.Н., Жаринов Н.А., Такахаши Х. Наклономерные наблюдения на полуострове Камчатка в 2012–2016 гг. // Сейсмические приборы. 2021. Т. 57, № 1. C.49–68. https://doi.org/10.21455/si2021.1-4

Финансирование

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (в рамках государственного задания № 075-00576-21) и с использованием данных, полученных на уникальной научной установке “Сейсмоинфразвуковой комплекс мониторинга арктической криолитозоны и комплекс непрерывного сейсмического мониторинга Российской Федерации, сопредельных территорий и мира” (https://ckp-rf.ru/usu/507436/, http://www.gsras.ru/unu/), а также при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 20-05-00493.

Литература

Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. М.: Мир, 1974. 406 с.

Бончковский В.Ф. Наклоны земной поверхности. М.: Изд-во АН СССР, 1940. 56 с.

Двигало В.Н., Свирид И.Ю., Шевченко А.В. Первые количественные оценки параметров Трещинного Толбачинского извержения 2012–2013 гг. по данным аэрофотограмметрических наблюдений // Вулканология и сейсмология. 2014. № 5. С.3–11.

Действующие вулканы Камчатки. Т. 1. М.: Наука, 1991. 302 с.

Демянчук Ю.В., Селиверстов Н.И. О продолжении эруптивного цикла вулкана Ключевской в 2013 году // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2013. Вып. 22, № 2. С.7–14.

Доброхотов Ю.С. Измерение наклонов земной поверхности высокочувствительными уровнями // Медленные движения земной коры. М.: Наука, 1972. С.229–238.

Дрознин Д.В., Дрознина С.Я. Интерактивная программа обработки сейсмических сигналов DIMAS // Сейсмические приборы. 2010. Т. 46, № 3. С.22–34.

Жаринов Н.А., Фирстов П.П. Активность, сейсмический режим и наклоны земной поверхности вулкана Карымский летом 1976 г. // Вулканология и сейсмология. 1985. № 2. С.93–95.

Жаринов Н.А., Доброхотов Ю.С., Магуськин М.А., Энман С.В. О наклонах земной поверхности при образовании Второго конуса Большого трещинного Толбачинского извержения 1975 г. // Геологические и геофизические данные о Большом трещинном Толбачинском извержении 1975–1976 гг. М.: Наука, 1978а. С.213–216.

Жаринов Н.А., Доброхотов Ю.С., Энман В.Б. Наблюдения наклонов земной поверхности уровенными наклономерами на Камчатке // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1978б. № 1. С.54–62.

Жаринов Н.А., Энман В.Б., Скуридин Ю.Ф., Еремеев H.H., Локотко М.И. Об изучении деформаций земной поверхности на Ключевском вулкане (1972–1982 гг.) // Вулканология и сейсмология. 1984. № 4. С.67–75.

Мельхиор П. Земные приливы. М.: Мир, 1968. 482 с.

Кугаенко Ю.А., Титков Н.Н., Салтыков В.А., Воропаев П.В. Анализ подготовки Трещинного Толбачинского извержения 2012–2013 гг. в параметрах сейсмического режима и деформаций земной коры по данным системы комплексного мониторинга активности вулканов Камчатки // Вулканология и сейсмология. 2015. № 4. С.40–58.

Озеров А.Ю., Гирина О.А., Жаринов Н.А., Белоусов А.Б., Демянчук Ю.В. Извержение вулканов Северной группы в начале XXI века // Вулканология и сейсмология 2020. № 1. С.3–19.

Островский А.Е. Наклономер с фотоэлектрической регистрацией // Изучение земных приливов. М.: Изд-во АН СССР, 1961. С.41–75.

Ризниченко Ю.В. О сейсмотектоническом течении горных масс // Динамика земной коры. М.: Наука, 1965. С.56–63.

Сероветников С.С. Сеть наклономерных станций, регистрации поверхностных деформационных процессов, обусловленных сейсмической и вулканической активностью Камчатского региона // Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России. Труды Четвертой научно-технической конференции. Петропавловск-Камчатский, 29 сентября – 5 октября 2013 г. / Отв. ред. В.Н. Чебров. Обнинск: ГС РАН, 2013. С.108–112.

Сильные Камчатские землетрясения 2013 г. / Под ред. В.Н. Чеброва. Петропавловск-Камчатский: Новая книга, 2014. 241 с.

Тимофеев В.Ю., Сарычева Ю.К., Панин С.Ф., Анисимова Л.В., Гриднев Д.Г., Масальский О.К. Исследование наклонов и деформаций земной поверхности в БРЗ // Геология и геофизика. 1994. Т. 35, № 3. С.119–129.

Тимофеев В.Ю., Тимофеев А.В., Ардюков Д.Г., Бойко Е.В. Кварцевые наклономеры и опыт их использования в геофизических исследованиях // Сейсмические приборы. 2019. Т. 55, № 3. C.24–47. https://doi.org/10.21455/si2019.3-2

Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Тимофеев А.В., Бойко Е.В., Семибаламут В.М., Фомин Ю.Н., Панов С.В., Парушкин М.Д. Применение деформографов в исследовании колебательных процессов в широком частотном диапазоне // Сейсмические приборы. 2020. Т. 56, № 1. C.5–24. https://doi.org/10.21455/si2020.1-1

Токарев П.И. Низкочастотное вулканическое дрожание // Вулканология и сейсмология. 1982. № 6. С.56–78.

Федотов С.А., Соломатин А.В. Долгосрочный сейсмический прогноз для Курило-Камчатской дуги на IV.2016 – III.2021 гг., его развитие и применение; особенности сейсмичности Курило-Камчатской дуги до и после глубокого Охотоморского землетрясения 24.V.2013 г., М=8.3 // Вулканология и сейсмология. 2017. № 3. С.3–17. https://doi.org/10.7868/S0203030617030014

Федотов С.А., Жаринов Н.А., Гонтовая Л.И. Магматическая питающая система Ключевской группы вулканов (Камчатка) по данным об ее извержениях, землетрясениях и глубинном строении // Вулканология и сейсмология. 2010. № 1. С.3–35.

Фирстов П.П., Глухов В.Е., Макаров Е.О., Жаринов Н.А., Титков Н.Н., Сероветников С.С., Такахаши Х. Геодинамические процессы, предшествующие глубокому Охотоморскому землетрясению 24 мая 2013 г. с магнитудой МW=8.3 // Докл. РАН. 2019. Т. 489, № 3. С.83–86.

Чебров В.Н., Кугаенко Ю.А., Абубакиров И.Р., Дрознина С.Я., Иванова Е.И., Матвеенко Е.А., Митюшкина С.В., Ототюк Д.А., Павлов В.М., Раевская А.А., Салтыков В.А., Сенюков С.Л., Серафимова Ю.К., Скоркина А.А., Титков Н.Н., Чебров Д.В. Жупановское землетрясение 30.01.2016 г. с Ks=15.7, MW =7.2, I=6 (Камчатка) // Вестник КРАУНЦ. 2016. Вып. 29, № 1. С.5–15.

Чебров В.Н., Кугаенко Ю.А., Викулина С.А., Кравченко Н.М., Матвеенко Е.А., Митюшкина С.В., Раевская А.А., Салтыков В.А., Чебров Д.В., Ландер А.В. Глубокое Охотоморское землетрясение 24.05.2013 г. у юго-восточного побережья Камчатки с магнитудой M_W=8.3 – сильнейшее сейсмическое событие у берегов Камчатки за период детальных сейсмологических наблюдений // Вестник КРАУНЦ. Сер. Науки о Земле. 2019. Вып. 21, № 1. С.17–24.

Шестаков Н.В., Ohzono M., Takahashi H., Герасименко М.Д., Быков В.Г, Гордеев Е.И., Чебров В.Н., Титков Н.Н., Сероветников С.С., Василенко Н.Ф., Прытков А.С., Сорокин А.А., Серов М.А., Кондратьев М.Н., Пупатенко В.В. Моделирование косейсмических движений земной коры, инициированных глубокофокусным Охотоморским землетрясением 24.05.2013 г., M_W=8.3 // Докл. РАН. 2014. Т. 457, № 4. С.471–476.

Широков И.А., Жаринов Н.А., Перцев Б.П., Анохина К.М. Вариации наклонов земной поверхности на Камчатке в районе Ключевского вулкана // Вулканология и сейсмология. 2009. № 6. С.44–51.

Allard P., Behncke B., D'Amico S., Neri M., Gambino S. Mount Etna 1993–2005: Anatomy of an evolving eruptive cycle // Earth Sci. Rev. 2006. V. 78, Iss. 1–2. P.85–114.

Anderson K., Lisowski M., Segall P. Cyclic ground tilt associated with the 2004–2008 eruption of Mount St. Helens // J. Geophys. Res. 2010. V. 115, B11201. P.4–29.

Ciro R., Aquino I., Borgstrom S.E., Gaudio C. 19 years of tilt data on Mt. Vesuvius: state of the art and future perspectives // Ann. Geophys. 2013. V. 56, N 4. P.1–20. https://doi.org/10.4401/ag-6459

Gambino S., Campisi O., Falzone G., Ferro A., Guglielmino F., Laudani G. Benedetto S. Tilt measurements at Vulcano Island // Ann. Geoph. 2007. V. 50, N 2. P.233–247.

Garcia-Aristizabal A., Kumagai H., Samaniego P., Mothes P., Yepes H., Monzier M.. Seismic, petrologic, and geodetic analyses of the 1999 dome-forming eruption of Guagua Pichincha volcano, Ecuador // J. Volcan. Geotherm. Res. 2007. V. 161, N 4. P.333–351. https://doi.org/10.1016/ j.jvolgeores.2006.12.007

Okada Y. Surface deformation due to shear and tensile faults in a half-space // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1985. V. 75, N 4. P.1135−1154.

René M., Walter T.R., Belousova M., Belousov A., Senyukov S.L. Deformations and Morphology Changes Associated with the 2016–2017 Eruption Sequence at Bezymianny Volcano, Kamchatka // Remote Sens. 2019. V. 11, N 11. 1278. https://doi.org/10.3390/rs11111278

Timofeev V.Yu., Masalsky O.K., Ardyukov D.G., Timofeev A.V. Local deformation and rheological parameters by measurements in Talaya station gallery (Baikal region) // Geodynamics & Tectonophysics. 2015. V. 6, Iss. 2. P.241–253. http://dx.doi.org/10.5800/GT-2015-6-2-0179

Сведения об авторах

ФИРСТОВ Павел Павлович – Камчатский филиал Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая служба РАН”. Россия, 683006, г. Петропавловск-Камчатский, бул. Пийпа, д. 9. E-mail: firstov@emsd.ru

МАКАРОВ Евгений Олегович – Камчатский филиал Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая служба РАН”. Россия, 683006, г. Петропавловск-Камчатский, бул. Пийпа, д. 9. E-mail: ice@emsd.ru

ГЛУХОВ Виталий Евгеньевич – Камчатский филиал Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая служба РАН”. Россия, 683006, г. Петропавловск-Камчатский, бул. Пийпа, д. 9. E-mail: glukhov_v@emsd.ru

ТИТКОВ Николай Николаевич – Камчатский филиал Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая служба РАН”. Россия, 683006, г. Петропавловск-Камчатский, бул. Пийпа, д. 9. E-mail: nik@emsd.ru

ЖАРИНОВ Николай Алексеевич – Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской Академии наук. Россия, 683006, г. Петропавловск-Камчатский, бул. Пийпа, д. 9. E-mail: nzhar@kscnet.ru

ТАКАХАШИ Хироаки – Институт сейсмологии и вулканологии, Хоккайдский университет. E-mail: hiroaki@mail.sci.hokudai.ac.jp