Scattering and intrinsic absorption parameters of Rayleigh waves at 18 active volcanoes in Japan inferred using seismic interferometry
Scattering and intrinsic absorption parameters of Rayleigh waves at 18 active volcanoes in Japan inferred using seismic interferometry
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利用地震干涉法推断日本 18 座活火山瑞利波的散射和固有吸收参数
DOI：
10.1007/s00445-022-01536-w
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发表时间：
2022
影响因子：
3.5
通讯作者：
Fujita Eisuke
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hirose Takashi;Ueda Hideki;Fujita Eisuke
评估火山的相对地震特性至关重要，因为它可以提高我们对岩浆和热液系统中发生的过程的相似性和多样性的理解，从而有助于全面了解这些系统。散射和吸收是判别火山结构最具挑战性但最有用的参数之一。然而，散射与吸收的分离通常依赖于活跃的地震数据或地震活动。我们利用地震环境噪声估算了日本 18 座活火山的地震散射和瑞利波固有吸收参数。使用互相关函数可以估计没有可用活动地震数据且地震活动不足的火山中的这些参数。 18座火山的散射参数和本征吸收参数比非火山区域的散射参数和本征吸收参数大约大两个数量级，表明这些火山浅层区域存在较强的介质非均质性，因为我们目标频率的瑞利波主要对深度小于1公里的地下结构敏感。靠近海岸线或湖泊的火山岛和火山表现出最高的固有衰减和频率依赖性，这可能是由火山下方广泛的水饱和区域引起的。我们的研究强调了 18 座火山的散射和吸收特性的相似点和差异。进一步开发被动估计能力以更好地约束散射和吸收参数将使我们能够区分地下介质的压裂和孔隙空间特性的差异，并将有助于对活火山系统复杂的地下结构进行详细研究。
Assessing the relative seismic properties of volcanoes is essential because it improves our understanding of the similarity and diversity of processes occurring in magmatic and hydrothermal systems, thereby contributing to a comprehensive understanding of these systems. Scattering and absorption are among the most challenging but useful parameters to obtain to discriminate volcanic structures. However, the separation of scattering from absorption generally relies on active seismic data or earthquake activity. We estimated seismic scattering and intrinsic absorption parameters of Rayleigh waves at 18 active volcanoes in Japan using seismic ambient noise. The use of cross-correlation functions enables the estimation of these parameters in volcanoes where there are no active seismic data available and with insufficient earthquake activity. The scattering and intrinsic absorption parameters from the 18 volcanoes are about two orders of magnitude larger than those in non-volcanic regions, indicating strong medium heterogeneity in the shallow regions of those volcanoes, as the Rayleigh waves in our target frequency are mainly sensitive to subsurface structures shallower than 1 km in depth. Volcanic islands and volcanoes near the coastline or lakes show the highest intrinsic attenuation and frequency dependence, likely caused by widespread water-saturated regions beneath the volcanoes. Our study highlights both similarities and differences in scattering and absorption properties across the 18 volcanoes. Further developing passive estimation capabilities to better constrain scattering and absorption parameters will allow us to distinguish differences in fracturing and pore space properties of the subsurface medium and will contribute to detailed studies of complex subsurface structures at active volcanic systems.
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