Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 5. С. 109-119
Интерпретация полей смещений на склонах вулкана Шивелуч (Камчатка), полученных по спутниковым радарным снимкам с двух орбит
М.С. Волкова
1 , В.О. Михайлов
1 , Р.С. Османов
1 1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 14.08.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-109-119
По снимкам спутника Sentinel 1А за период с мая по октябрь 2022 г., выполненным с восходящей 140A и нисходящей 60D орбиты, получены новые данные о смещениях на склонах влк. Шивелуч в 2022 г. Выявлены три основные области деформаций, расположенные на восточном и западном склоне и в районе отложений пирокластического потока, сформировавшегося во время извержения 29.08.2019. По снимкам с двух орбит были рассчитаны смещения по вертикали. Показано, что в смещениях поверхности пирокластического потока горизонтальная компонента мала, а амплитуда вертикальных оседаний достигает 150 мм. Выполнены оценки мощности потока в 2021 и 2022 гг. Совместно с полученными ранее оценками на 2020 г. рассчитаны зависимости скорости оседания поверхности потока от мощности отложений. Для интерпретации этих смещений использована термомеханическая модель с подбором параметров изменения пористости пород потока во времени. Показано, что оценки оседания поверхности с высокой точностью совпадают с данными интерферометрии для средних значений скорости смещений, соответствующих линейному тренду, построенному по корреляционным зависимостям «скорость смещений поверхности – мощность слоя отложений». При этом чем больше мощность отложений, тем больше уменьшается пористость. С 2019 по 2022 г. пористость отложений мощностью в 10 м уменьшилась на 0,97 %, для 15 и 20 м — на 1,36 %, для 25 и 30 м — на 1,56 %. Наличие значительного разброса реальных данных в найденных зависимостях свидетельствует о большом вкладе экзогенных процессов. Также модель позволяет предположить, что температура пород в момент извержения превышала 600 °C. Разработанные методы определения и интерпретации полей смещений могут быть использованы для исследования термомеханических параметров отложений пирокластических потоков в других труднодоступных районах.
Ключевые слова: вулкан Шивелуч, смещения на склонах, пирокластический поток, спутниковая радарная интерферометрия, Sentinel 1А, термомеханическая модель, компакция вулканических пород
Полный текстСписок литературы:
- Волкова М. С., Михайлов В. О. Модель оседания поверхности пирокластического потока: вулкан Шивелуч (Камчатка), извержение 29.08.2019 г. // Геофиз. исслед. 2022. Т. 23. № 2. С. 73–85. DOI: 10.21455/gr2022.2-5.
- Горбач Н. В., Портнягин М. В. Геологическое строение и петрология лавового комплекса вулкана Молодой Шивелуч // Петрология. 2011. Т. 19. № 2. С. 140–172.
- Гришин С. Ю., Комачкова И. В. Температура отложений мощного пирокластического потока 2005 г. на вулкане Шивелуч (Камчатка) и начало его зарастания // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2011. № 2. Вып. 18. С. 128–134.
- Berardino P., Fornaro G., Lanari R., Sansosti E. A new algorithm for surface deformation monitoring based on Small Baseline Differential SAR Interferograms // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2002. V. 40. No. 11. P. 2375–2383.
- Ferretti A. Satellite InSAR Data: Reservoir Monitoring from Space. L., UK: EAGE Publications, 2014. 160 p.
- Lanari R., Mora O., Manunta M. et al. A small-baseline approach for investigating deformations on full-resolution differential SAR interferograms // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2004. V. 42. No. 7. P. 1377–1386. DOI: 10.1109/TGRS.2004.828196.