پایش فعالیت آتشفشان با تحلیل همزمان نسبت دامنه امواج لرزهای و سرعت نسبی دادههای نوفههای لرزهای محیطی
نویسندگان
1 دانشیار، گروه فیزیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
2 استادیار، گروه فیزیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
3 دانشجوی دکتری، گروه فیزیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
4 استادیار، گروه فیزیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
5 استادیار، موسسه ملی ژئوفیزیک و آتش فشان شناسی، شعبه کاتانیا، کاتانیا، ایتالیا
doi
10.30499/ijg.2022.351400.1443چکیده
از تابع همبستگی متقابل نوفههای لرزهای محیطی بهکرات برای نظارت بر فعالیت آتشفشانها استفاده شده است. این روش معمولاً محدود به آتشفشانهای مجهز به شبکههای بزرگ و با ایستگاههای متراکم و باندپهن است. در این مقاله روشی پیشنهاد شده است که میتواند بهطور خودکار و بدون نیاز به تجهیزات پیشرفته، تابع همبستگی متقابل نوفههای لرزهای محیطی را محاسبه کند و با استفاده از آن، تغییرات سرعت نسبی و همچنین تغییرات نسبت دامنههای لرزهای را بهعنوان دو پیشنشانگر فوران، تحلیل و بررسی کند. برای این منظور از دادههای لرزهای پیوسته پنج ایستگاه لرزهنگاری نزدیک آتشفشان اتنا در ایتالیا استفاده شده است. ابتدا مؤلفههای قائم دادههای روزانه به نگاشتهای سی دقیقهای تبدیل و پس از حذف میانگین، قسمتهایی از نگاشت با دامنه بیشتر از سه برابر جذر مربع میانگین حذف شدند. در ادامه، تابع همبستگی متقابل بین جفتایستگاهها محاسبه و در بازههای فرکانسی مختلف فیلتر شد. سپس تغییرات سرعت امواج لرزهای با استفاده از بسته پایتون MSNoise و روش پنجرههای متحرک طیف متقابل برای تمام ایستگاهها محاسبه شد.در مرحله دوم، تجزیه و تحلیل نسبت دامنههای لرزهای با روش SARA (Seismic Amplitude Ratio Analysis) انجام و نمودارهای نسبت دامنهها رسم شد. در نهایت، با استفاده از آزمون تحلیل روند من- کندال و آزمون تخمین شیب سن، مقدار عددی شیب هر نمودار، جداگانه محاسبه شد. نتایج نشاندهنده کاهش سرعت نسبی به میزان 2/0 درصد و همچنین افزایش نسبت دامنههای امواج لرزهای در 90 درصد جفت ایستگاهها از چند روز قبل از فوران اصلی است. اندازهگیری خودکار و مداوم این دو پیشنشانگر و تلفیق نتایج آنها، میتواند پتانسیل این روش را برای بهبود روند نظارت بر آتشفشانها بهخوبی نشان دهد.