地質地球所提出利用遠距離臺站觀測火山內部演化過程

　　火山區域發生的地震事件會攜帶火山內部流體遷移的信息。在爆發性火山噴發期間，噴發所激發的地震事件通常可以由區域或者全球地震臺網觀測到。在火山噴發間歇期間，火山內部巖漿供給系統中流體遷移所激發的重復性火山地震事件卻只能通過靠近火山口的觀測網絡進行觀測研究。然而，對于能否可以有效評估火山噴發的可能性和危害性來說，系統認知活火山內部微弱重復性地震事件顯得更加重要。因此，探討能否使用遠距離地震臺網來系統理解重復性火山地震事件將是頗具意義的問題，特別是對于那些未布設現場觀測儀器的部分陸地火山、海底火山及洋中脊。

　　中國科學院地質與地球物理研究所以日本阿蘇火山為例，利用遠距離地震臺網觀測資料，分析了火山內淺部裂縫巖漿管道和深部巖漿房頂內流體遷移所激發的地震耦合事件的多種特性。在日本阿蘇火山，重復性超長周期震顫事件（VLP）通常持續時間為~50秒，主周期為~15秒，初始極性可正可負（圖1），事件發生頻率為數十個至數千個每周，其震源深度為~1公里，震源機制為主爆炸源或收縮源（大于90%），揭示了淺部裂縫巖漿管道內的流體遷移（Niu and Song，2020）。時刻伴隨著超長周期震顫事件，存在一個微弱的形變事件，通常持續時間為2-60秒，極性可正可負，其震源深度為~4公里，震源機制為主爆炸源或收縮源（大于80%），揭示了巖漿房頂處的流體遷移（Niu and Song，2021）。上述特性均從現場地震臺網觀測資料獲得。

　　在對遠距離地震臺網觀測資料（距離震中30-1000公里）進一步分析后，本研究論證了超長周期震顫事件和耦合形變事件的特征均可被遠距離觀測資料約束到。例如，耦合事件各自的極性變化、相位差別、震源機制和震源深度均可從不同頻段波形觀測資料的相位、極性和振幅反應出來。此外，研究還發現合理地結合現場和遠距離觀測資料可提升科學家對震源機制中微小單力分量的約束。

　　基于以上推論，研究可利用已有的連續地震臺網來探討那些不具備現場觀測資料的火山內部演化過程。例如，現有現場臺網布設之前的歷史火山活動（阿蘇火山，1994-2011），或者現場臺網停止工作期間的火山活動（阿蘇火山，2016年4月，熊本地震期間），或者對于從未布設現場臺網的陸地火山和海底火山。根據該研究統計，全球有~50%的活火山在200公里內擁有>4臺連續地震臺站（圖3）。

　　相關研究成果發表在JGR-Solid Earth上。