Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата

Средний радиус образовавшихся пузырьков R немного превышает радиус газовых зародышей при нуклеации, размеры которых можно оценить при следующем условии. Будем считать, что появление и рост пузырьков происходят, в основном, за счет сжимаемости магмы. Тогда можно записать, что:

R3N и

где - модуль объемного сжатия, 1/ ~ (1-3) 109 Па [17,18]; N - количество газовых зародышей в 1 см3 магмы, N ~ (1/dx)3.

Подставляя известные значения в формулу (6), мы, при N ~ 109-1012, получим, что время релаксации лежит в пределах наблюдаемых нами периодов P и S волн.

Исходя из гипотезы Верхугена [44] об образовании пепла, количество пузырьков N в единице объема должно соответствовать минимальному размеру пепловых частиц. В наших расчетах минимальный размер пепловых частиц будет составлять ~ 1 Мкм, что попадает в диапазон мельчайших пепловых частиц, образующихся при извержениях базальтовых вулканов [14].

Проведенные оценки нам представляются вполне разумными и позволяют считать основным фактором, определяющим скорость роста пузырьков в магме на начальной стадии, процесс диффузии.

Энергетические оценки по формуле dE = PdV + VdP показывают, что для того, чтобы произвести землетрясение энергетического клаcса KS 6 по предлагаемой нами гипотезе, необходимо, чтобы в течение 0,5-1 секунды на глубине ~ 30 км произошла спонтанная полимеризация сопровождаемая выделением газа в объеме магмы ~ 10 м3 с уровнем пересыщения ~ 1 атм. (105 Па).

В рамках предлагаемой модели достаточно хорошо можно объяснить почти все особенности ГДП землетрясений, выявленные при их предварительном исследовании. Непонятным пока остается только большой интервал глубин (20-35 км), в котором происходят ГДП землетрясения. Но если считать, что на глубине 20-35 км магма находится в насыщенном состоянии, то при движении магмы вверх отдельные ее порции достигают метастабильного состояния на всем интервале глубин и, таким образом, вопрос об интервале глубин ГДП землетрясений становится легко объясним. В этом случае понятным становится роевой характер появления ГДП землетрясений. 

Образование газовых пузырьков на глубинах 20-40 км приводит к повышению давления в магматической системе и, как следствие, миграции вверх очагов землетрясений в слоях 2-3. 

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.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: налоги и налогообложение, конспект по русскому.



Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки