"Deformation and rupture of the oceanic crust may control growth of Hawaiian volcanoes"

Jean-Luc Got1, Vadim Monteiller1, Julien Monteux2, Riad Hassani1 & Paul Okubo3

Перевод с английского: Яремчук Е.В.

Назад

Источник: Journal home > Archive > Letter > Full Text.
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc

Деформирования и разрушения океанической коры могут контролировать рост Гавайских вулканов

Гавайские вулканы образованы возникновением большого количества базальтовая магма, связанных с хот-спота активности ниже Тихоокеанского Plate. Несмотря на явную простоту родительский процесс выброса магмы на-океанической коры в результате сооружения отображение некоторых топографических complexity. Некоторые функции, такие как рифтовая зона и большой пашины слайды, являются общими для всех Гавайские вулканы, указывая сходство в их генезиса, однако, основные механизмы контроля за этим процессом остаются unknown6, 7. Здесь мы используем сейсмологические исследования и конечного-элементного моделирования механических, чтобы показать, что нагрузка прилагала большие Гавайские вулканы может быть достаточно для разрушения океанической коры. Это интенсивной деформации, в сочетании с ускоренным оседанием океанической коры и слабость вулканической, океанической коры, интерфейс, может контролировать морфологию поверхности Гавайские вулканы, в особенности их существования гигантских пашины нестабильны. Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы определить ли такие процессы происходили и в других активных вулканов . Чтобы понять морфологию, Гавайских вулканов, мы должны объединить геофизической информации о глубоководной структуре вулканов с изучением механических взаимодействий, которые происходят внутри здания и в океанической коры. В данной работе мы сначала вычисляется трехмерной (3D) P-волны скорость модели вулкана Мауна Лоа и Kilauea вулкана, используя данные из 1435 землетрясений, которые были зарегистрированы (по крайней мере на 25 станциях) на Гавайские вулканы обсерватории (ХВО) сети в период между 1988 и 1999 годах. Эти события были таким образом, что землетрясение станции луче установить оптимальную выборку в Томографик громкости. В 44504 высококачественных с прибытием были инвертированы с использованием Monteiller в вероятностном алгоритме 11. В результате скорость 3D модели (959077 1-км 3 кубических клеток) была стабильной и подробной, и показали, большинство вулканов структурных свойств. Таким образом, мы использовали эту модель для расчета двойной разницы мест для 1161 высокой корреляцией землетрясения (при условии, 8444395 кросс-спектрального время задержки в миллисекундах точность, с 669903 событие пар), в юго фланг Kilauea вулкана зарегистрированы в период между 1988 и 1999 года ХСО сейсмической сети. Качество, скорость модели заверил, что медлительность векторов используется в два раза разница мест были правильно вычислины. Участки времени задержки в зависимости от угла между вектором медлительность и относительной позиции вектора для каждой пары последовательных землетрясений и каждая станция показали, что на местах были почти полностью согласуется с медлительностью векторов с использованием Томографик модели . Систематическое вычисления местоположения корневой означает квадрат на различные падения показали, что падение вполне ограничены в нашей скорости 3D модели. В два раза разница расположение результатов показали землетрясения районов на плоскости, а также вдоль глубже, круче, юг-погружение обратного, подтвердив тем самым кое-какие предварительные результаты, полученных с использованием одного мерной модели. На вывод глубины для плоскости (8-9 км) был получен с помощью двойного разница переезд, используя временные задержки измерений вычислить из широкого коррелированных событий в скорости 3D модели. Согласованность остались более чем на 80% для внутренних событий расстояниях до 1 км, что приводит к хорошо обусловлено инверсией. Это обеспечивает точность более чем на 500 м в глубину землетрясения расчетов. 8,5 км, глубина на месте совпадает с верхней частью океанической коры.

Геодезические измерения свидетельствуют о том, что Kilauea и, в меньшей степени, Мауна Лоа растут горизонтально. Таким образом, топографические изменения в верхней части океанической коры может также ограничивать (горизонтальные) рост Гавайские вулканы. Он часто думал, что дополнительную поддержку Kilauea Мауна Лоа, блокируя его перемещение в сторону моря. Топографии океанической коры может обеспечить более эффективное объяснение. Горизонтальная сила, F, необходимые для перемещения, не деформирующегося клина весом P, вдоль склона при наклоне тэта, и с внутренним углом трения Phi это F = P Тан (тэта + Phi). Очевидно, коэффициент трения вдоль плоскости Kilauea вулкан считается весьма длинным (рядом с 0.1, фи примерно 5 ° до 10 °). С такими коэффициентами трения, склон вариации, как представляется, является важным фактором в определении механической эволюции Мауна Лоа и Kilauea: более чем в три раза больше энергии, необходимой для перемещения тела вверх на 10 ° наклона, чем по горизонтальной поверхности. Для достижения эквивалентной стоимости за счет увеличения веса, P, в клин, толщина Kilauea вулкана должна быть двойной толщины в юго-восточном склоне Мауна Лоа, которая идет вразрез с недавно лучшим.

Топографические вариациями в верхней части океанической коры может также объяснить, почему на поверхности топографических склоны круче эруптивных вблизи крупных центров, как, например, Мауна Loa3. Очевидно коэффициент трения возрастает с увеличением наклона океанической коры и здание остается стабильным на высшее топографических склонах, поскольку она обладает достаточными внутренними трением. Вариации на склоне океанической коры и всей вдоль рифтовых зон, добавил к выдавливания действия центральным звеном по пластиковым покрытием, возможно, объяснить гигантские гравитационные коррективы.

Топографии океанической коры может также нести ответственность за блокировку и сравнительно слабый эруптивной активности вдоль юго-западной части рифтовой зоны, и наличия 'сейсмостойкости' зоны вдоль рампы, в то время как юго-восточный фланг Мауна Лоа показывает некоторые горизонтальные деформации 25. Может ли эта зона накопить достаточно стрессов и быть источником крупных землетрясений, таких, как великий Кау (величина approx8) землетрясения, сегодняшнее выражение Липман's' железнодорожных тектоник?

Литература

  1. Уилсон, ДжТ Возможное происхождение от Гавайских островов. Мочь. J. Phys. 41, 863-870 (1963) | МИС |
  2. Морган, WJ Конвекция дыма в нижней мантии. Природа 230, 42-43 (1971) | Статья | PubMed | ОВР | ChemPort |
  3. Марк, РК И Мур, JG в вулканизма на Гавайях (ред. Деккер, RW, Райт, TL И Штауффер, PH). США геол. Surv. Проф Папаниколау. 1350, 101-107 (1987)
  4. Морган, JK Volcanotectonic между Мауна Лоа и Kilauea: Исследования в период со 2-D моделирования дискретных элементов. J. Volcanol. Geotherm. Рез. 150, 109-131 (2006) | Статья | ChemPort |
  5. Липман, PW, Sisson, TW, Coombs, М.Л., Калверт, А. Кимура И, J.-I. Контрейлерных тектоника: долгосрочный рост Kilauea на южном фланге Мауна Лоа. J. Volcanol. Geotherm. Рез. 151, 73-108 (2006) | Статья | ChemPort |
  6. Вулф, C., Окубо, PG И Ширер, П. вине зона мантии под Kilauea вулкана на Гавайских островах. Наука 300, 478-480 (2003) | Статья | PubMed | ChemPort |
  7. Притчард, ME, Рубин, А. М. Вольф И, CJ ли изгибное подчеркивает объяснить мантии вине зоне под Kilauea вулкана? Geophys. J. Int. 168, 419-430 (2007) | Статьи |
  8. Липман, PW, Normark, WR, Муром, JG, Уилсон, JB И Gutmacher, CE Гигантский подводный Алика мусора слайд Мауна Лоа, Гавайи. J. Geophys. Рез. 93, 4279-4299 (1988)
  9. Мур, Ж. G. и др.. Удивительный подводный оползней на Гавайских хребта. J. Geophys. Рез. 94, 17465-17484 (1989) | МИС |
  10. Мур, JG, Normark, WR И Holcomb, РТ Гигантские оползни гавайцев. В год. Rev. планета Земля. Физ.-мат. 22, 119-144 (1994) | Статьи |
  11. Monteiller В., Got, Ж.-Л., Virieux, Ж. И Окубо, ГУ Эффективный алгоритм двойного разница томографии и местоположение в гетерогенных средах, с применением к Kilauea вулкан, Гавайи. J. Geophys. Рез. 110 B12306 DOI: DOI: 10.1029/2004JB003466 (2005) | Статьи |
  12. Есть, Ж.-Л., Фреше, Ж. И Клейна, FW глубокая пропасть планиметрия, исходя из относительного мультиплета переселению под юго фланг Kilauea. J. Geophys. Рез. 99, 15375-15386 (1994) | Статья | МСИ |
  13. Есть, Ж.-Л. И Окубо, PG-новому взглянуть на Kilauea в динамике вулкана доведено крупномасштабные относительное перемещение microearthquakes. J. Geophys. Рез. 108 2337 DOI: DOI: 10.1029/2002JB002060 (2003) | Статьи |
  14. Хилл, DP И Zucca, JJ в вулканизма на Гавайях (ред. Деккер, RW, Райт, TL И Штауффер, PH). США геол. Surv. Проф Папаниколау. 1350, 903-917 (1987)
  15. Уоттс, AB И десять Бринк, США коровых структур, изгиба и оседание истории Гавайских островов. J. Geophys. Рез. 94, 10473-10500 (1989) | МИС |
  16. Schiffman, P., Уоттерс, Р. Томпсон, Н. И Уолтон, AW Hyaloclastites и стабильности склона Гавайские вулканы: Исследования из Гавайского научным проектом бурения в 3 км основной упражнение. J. Volcanol. Geotherm. Рез. 151, 217-228 (2006) | Статья | ChemPort |
  17. Хассани, R., Jongmans, Д. И Chery, J. Изучение пластины деформации и напряжения в субдукции процессами с помощью двумерных численных моделей. J. Geophys. Рез. 102, 17951-17965 (1997) | Статьи |
  18. Dieterich, JH роста и сохранение Гавайского вулканического рифтовая зона. J. Geophys. Рез. 93, 4258-4270 (1988) | МИС |
  19. Хассани, Р. И Chery, J. Anelasticity объясняет, топография, связанных с бассейном и диапазон нормальных сбросов. Геология 24, 1095-1098 (1996) | Статья | МСИ |
  20. Джексон, ED, Шоу, HR И Bargar, К. Расчетные ГЕОХРОНОЛОГИЯ и поля напряжений ориентации вдоль Гавайских цепи. Планета Земля. Физ.-мат. Lett. 26, 145-155 (1975) | Статья | МСИ |
  21. Дэвис, КАК И Clague, Д. А. Volcaniclastic месторождений на Севере Арка вулканической области, Гавайи: взрывные фрагментации щелочной лавы на абиссальных глубинах. Bull. Volcanol. 68, 294-307 (2006) | Статьи |
  22. Вессел, П. повторной экспертизы в изгибное деформации под Гавайских островов. J. Geophys. Рез. 98, 12177-12190 (1993) | МИС |
  23. Свонсон Д.А., Даффилд, WA И Fiske, RS переселения в Южной фланг Kilauea вулкана: в результате насильственного проникновения магмы в рифтовых зонах. США геол. Surv. Проф Папаниколау. 963, 1-39 (1976)
  24. Оуэн, С. и др.. Быстрое деформации юго фланг Kilauea вулкан, Гавайи. Наука 267, 1328-1332 (1995) | Статья | PubMed | ОВР | ChemPort |
  25. Miklius, А. И Cervelli, П. Взаимодействие Kilauea и Мауна Лоа. Природа 421, 229-230 (2003) | Статья | PubMed | ChemPort |
  26. Thurber, CH сейсмического обнаружения саммита магмы комплекс Kilauea вулкан, Гавайи. Наука 223, 165-167 (1984) | Статья | PubMed |
  27. Окубо, P., Benz, ТМ И Chouet, Б. Imaging коры магмы источниках под Мауна Лоа и Kilauea вулканов на Гавайских островах. Геология 25, 867-870 (1997) | Статья | МСИ |
  28. Denlinger, RP И Окубо, PG Структура мобильных юго фланг Kilauea вулкан, Гавайи. J. Geophys. Рез. 100, 24499-24507 (1995) | Статьи |
  29. Клейн, FW, Koyanagi, RY, Наката, JS И Tanigawa, WR в вулканизма на Гавайях (ред. Деккер, RW, Райт, TL И Штауффер, PH). США геол. Surv. Проф Папаниколау. 1350, 1019-1186 (1987)

Назад