сотрудник
Владикавказ, Республика Северная Осетия — Алания, Россия
УДК 532.517 Движение жидкостей с учетом характера течения
УДК 532.545 Движение жидкостей в колонках с наполнением
УДК 551.21 Вулканизм. Вулканы и вулканические системы. Извержения вулканов и явления, связанные с извержениями
УДК 55 Геология. Геологические и геофизические науки
УДК 550.34 Сейсмология
УДК 550.383 Главное магнитное поле Земли
ГРНТИ 37.01 Общие вопросы геофизики
ГРНТИ 37.15 Геомагнетизм и высокие слои атмосферы
ГРНТИ 37.25 Океанология
ГРНТИ 37.31 Физика Земли
ГРНТИ 38.01 Общие вопросы геологии
ГРНТИ 36.00 ГЕОДЕЗИЯ. КАРТОГРАФИЯ
ГРНТИ 37.00 ГЕОФИЗИКА
ГРНТИ 38.00 ГЕОЛОГИЯ
ГРНТИ 39.00 ГЕОГРАФИЯ
ГРНТИ 52.00 ГОРНОЕ ДЕЛО
ОКСО 05.00.00 Науки о Земле
ББК 26 Науки о Земле
ТБК 63 Науки о Земле. Экология
BISAC SCI SCIENCE
Представлено решение для вертикальных движений магмы в канале вулкана в рамках аналитической математической модели возникновения длиннопериодных вулканических сейсмических событий. Магма описывается моделью сжимаемого тела Максвелла. При возмущении плотности магматического расплава, например, при поступлении плотной магмы из глубоких слоев или дегазации расплава на некоторой глубине, в канале могут возникать осцилляции плотности, как реакция на это событие. Для магматического канала простейшей цилиндрической формы осцилляциям подвержена плотность магмы и две компоненты скорости движения. При этом вертикальная компонента скорости испытывает вынужденные колебания как под действием осцилляций плотности, так и под действием инициирующего возмущения. Все эти осцилляции являются гармоническими затухающими колебаниями, коэффициент затухания которых определяется временем релаксации магматического расплава, а собственная частота зависит от физических характеристик магматического расплава и геометрических размеров канала. Осцилляции плотности расплава приводят к периодическим вариациям литостатического перепада давления, что, в свою очередь, вызывает вертикальные движения расплава, наиболее амплитудные вдоль оси магматического канала. Модельное описание смещений поверхности кратера сравнивается с наблюдениями на поверхности кратера вулкана Сантьягито.
Длиннопериодные вулканические землетрясения, питающая система вулкана, реология магматического расплава, сжимаемое магматическое тело, аналитическая модель, вертикальные смещения кратера вулкана
1. Анфилогов В. Н., Быков В. Н., Осипов А. А. Силикатные расплавы. — Москва : Наука, 2005. — 357 с.
2. Бармин А. А., Мельник О. Э., Скульский О. И. Модель стационарного неизотермического течения магмы в канале вулкана с учетом скольжения на границе // Вычислительная механика сплошных сред. — 2012. — Т. 5, № 2. — С. 354—358. — DOI:https://doi.org/10.7242/1999-6691/2012.5.3.42.
3. Лебедев Е. Б., Хитаров Н. И. Физические свойства магматических расплавов. — Москва : Наука, 1979. — 200 с.
4. Персиков Э. С. Вязкость магматических расплавов. — Москва : Наука, 1984. — 159 с.
5. Полянин А. Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. — Москва : Физико-математическая литература, 2001. — 576 с.
6. Радионов А. А. О малых колебаниях магмы в питающей системе вулкана // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. — 2020. — 1 (205). — С. 78—84. — DOI:https://doi.org/10.18522/1026-2237-2020-1-78-84.
7. Радионов А. А. Аналитическая модель малых колебаний сжимаемой магмы с реологией Максвелла в питающей системе вулкана. Часть 1. Осцилляции плотности // Russian Journal of Earth Sciences. — 2023. — Т. 23. — ES2005. — DOI:https://doi.org/10.2205/2023ES000845.
8. Уткин И. С., Мельник О. Э. Динамика взрывной дегазации вулкана // Труды математического института им. В. А. Стеклова. — 2018. — Т. 300, № 01. — С. 190—196. — DOI:https://doi.org/10.1134/s0371968518010156.
9. Шакирова А. А., Фирстов П. П., Паровик Р. И. Феноменологическая модель генерации землетрясений сейсмического режима «Drumbeats», сопровождавших извержение вулкана Кизимен в 2011-2012 гг. // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. — 2020. — Т. 33, № 4. — С. 86—101. — DOI:https://doi.org/10.26117/2079-6641-2020-33-4-86-101.
10. Chouet B. A. Long-period volcano seismicity: its source and use in eruption forecasting // Nature. — 1996. — Vol. 380, no. 6572. — P. 309–316. — DOI:https://doi.org/10.1038/380309a0.
11. Crosson R. S., Bame D. A. A spherical source model for low frequency volcanic earthquakes // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. — 1985. — Vol. 90, B12. — P. 10237–10247. — DOI:https://doi.org/10.1029/JB090iB12p10237.
12. Fujita E., Ida Y., Oikawa J. Eigen oscillation of a fluid sphere and source mechanism of harmonic volcanic tremor // Journal of Volcanology and Geothermal Research. — 1995. — Vol. 69, no. 3/4. — P. 365–378. — DOI:https://doi.org/10.1016/0377-0273(95)00027-5.
13. Girona T., Caudron C., Huber C. Origin of Shallow Volcanic Tremor: The Dynamics of Gas Pockets Trapped Beneath Thin Permeable Media // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. — 2019. — Vol. 124, no. 5. — P. 4831–4861. — DOI:https://doi.org/10.1029/2019JB017482.
14. Gonnermann H. M., Manga M. The Fluid Mechanics Inside a Volcano // Annual Review of Fluid Mechanics. — 2007. — Vol. 39, no. 1. — P. 321–356. — DOI:https://doi.org/10.1146/annurev.fluid.39.050905.110207.
15. Gottschämmer E., Rohnacher A., Carter W., et al. Volcanic emission and seismic tremor at Santiaguito, Guatemala: New insights from long-term seismic, infrasound and thermal measurements in 2018-2020 // Journal of Volcanology and Geothermal Research. — 2021. — Vol. 411. — P. 107154. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2020.107154.
16. Iverson R. M., Dzurisin D., Gardner C. A., et al. Dynamics of seismogenic volcanic extrusion at Mount St Helens in 2004-05 // Nature. — 2006. — Vol. 444, no. 7118. — P. 439–443. — DOI:https://doi.org/10.1038/nature05322.
17. Johnson J. B., Lees J. M., Gerst A., et al. Long-period earthquakes and co-eruptive dome inflation seen with particle image velocimetry // Nature. — 2008. — Vol. 456, no. 7220. — P. 377–381. — DOI:https://doi.org/10.1038/nature07429.
18. Johnson J. B., Lyons J. J., Andrews B. J., et al. Explosive dome eruptions modulated by periodic gas-driven inflation // Geophysical Research Letters. — 2014. — Vol. 41, no. 19. — P. 6689–6697. — DOI:https://doi.org/10.1002/2014GL061310.
19. Kumagai H., Chouet B. A. The complex frequencies of long-period seismic events as probes of fluid composition beneath volcanoes // Geophysical Journal International. — 1999. — Vol. 138, no. 2. — F7–F12. — DOI:https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.1999.00911.x.
20. Kumagai H., Chouet B. A. The dependence of acoustic properties of a crack on the resonance mode and geometry // Geophysical Research Letters. — 2001. — Vol. 28, no. 17. — P. 3325–3328. — DOI:https://doi.org/10.1029/2001GL013025.
21. Kurzon I., Lyakhovsky V., Lensky N. G., et al. Forcing of seismic waves travelling through a bubbly magma // AGU Fall Meeting Abstracts. Vol. 2005. — New York : AGU, 2005.
22. Kurzon I., Lyakhovsky V., Navon O., et al. Pressure waves in a supersaturated bubbly magma: Pressure waves and bubbly magma // Geophysical Journal International. — 2011. — Vol. 187, no. 1. — P. 421–438. — DOI:https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05152.x.
23. Lamb O. D., Lamur A., Díaz-Moreno A., et al. Disruption of Long-Term Effusive-Explosive Activity at Santiaguito, Guatemala // Frontiers in Earth Science. — 2019. — Vol. 6. — DOI:https://doi.org/10.3389/feart.2018.00253.
24. Neuberg J. W., Tuffen H., Collier L., et al. The trigger mechanism of low-frequency earthquakes on Montserrat // Journal of Volcanology and Geothermal Research. — 2006. — Vol. 153, no. 1/2. — P. 37–50. — DOI:https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2005.08.008.
25. Nishimura T., Hamaguchi H., Ueki S. Source mechanisms of volcanic tremor and low-frequency earthquakes associated with the 1988-89 eruptive activity of Mt Tokachi, Hokkaido, Japan // Geophysical Journal International. — 1995. — Vol. 121, no. 2. — P. 444–458. — DOI:https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1995.tb05725.x.
26. Ohmi S., Obara K. Deep low-frequency earthquakes beneath the focal region of the Mw 6.7 2000 Western Tottori earthquake // Geophysical Research Letters. — 2002. — Vol. 29, no. 16. — DOI:https://doi.org/10.1029/2001GL014469.
27. Ozerov A., Ispolatov I., Lees J. Modeling Strombolian eruptions of Karymsky volcano, Kamchatka, Russia // Journal of Volcanology and Geothermal Research. — 2003. — Vol. 122, no. 3/4. — P. 265–280. — DOI:https://doi.org/10.1016/S0377- 0273(02)00506-1.
