Wulkany, trzęsienia ziemi i anizotropia sejsmiczna Naukowcy korzystający z dofinansowania UE zajęli się połączeniem wielu technik geofizycznych w celu eliminowania niejednoznaczności w interpretowaniu obserwacji aktywności sejsmicznej, zmian w drganiach i deformacji ziemi. Technologie przemysłowe © Shutterstock Każda formacja mieszcząca magmę pod zwiększonym ciśnieniem, na przykład dajka, kanał, komora lub połączenie takich struktur, wywiera nacisk na otaczające ją skały. Określenie i zrozumienie siły tego nacisku ma kluczowe znaczenie dla przewidywania erupcji wulkanicznych. Prowadzone wokół wulkanów analizy z rozszczepianiem fal poprzecznych pozwalają określić wskaźniki kierunku naprężeń poziomych, a tym samym poznać kierunki nacisku powodowanego ruchami magmy. Różnice przestrzenne mogą jednak być błędnie interpretowane jako zmiany w czasie. Z tego względu naukowcy wprowadzili nową metodę analizowania anizotropii sejsmicznej. Badacze pracujący przy finansowanym ze środków UE projekcie SAMS (Seismic anisotropy and magma systems) posłużyli się modelami elementów skończonych w celu analizowania zmian właściwości sejsmicznych przed epizodami aktywności magmatycznej i podczas ich trwania. Do analiz przypadków wybrano wulkany: Kilauea na wyspie Hawai’i, Tungurahua w Ekwadorze i Upptyppingar na Islandii. Za cel przyjęto określenie zależności między anizotropowymi prędkościami sejsmicznymi mierzonymi metodą rozszczepiania fal poprzecznych i pomiarów ciśnienia w zbiornikach magmowych. Badacze dokonali inwersji dostępnych danych w celu uzyskania informacji o geometrii podpowierzchniowej, w tym strukturze pęknięć i porowatości. Szczególnie w przypadku wulkanu Kilauea technika inwersji okazała się przydatnym narzędziem do identyfikowania regionów znanych jako skupiska magmy. Wyniki uzyskane poprzez inwersję danych z rozszczepiania fal poprzecznych były zbieżne z danymi na temat deformacji ziemi i emisji gazów zebranych metodami petrologicznymi. Wyniki z modelowania metodą elementów skończonych wykazały natomiast ograniczenia tradycyjnych technik modelowania, co przypisano względnie niewielkiej głębokości zbiornika magmy. Osiągnięcia projektu SAMS powinny przyczynić się do zwiększenia skuteczności prognozowania erupcji wulkanów metodą rozszczepiania fal poprzecznych. Poza trafniejszym interpretowaniem zmian czasowych w pomiarach anizotropii sejsmicznej dla potrzeb prognozowania aktywności wulkanicznej na podstawie niepełnych danych wyniki znajdą też zastosowanie przy projektowaniu lepszych sieci monitorujących. Słowa kluczowe Wulkany, trzęsienia ziemi, skupiska magmy, rozszczepianie fal poprzecznych, model elementów skończonych
