Интерпретация смещений западного склона вулкана Шивелуч в период извержения 11.04.2023, определенных методами спутниковой радарной интерферометрии

Деформации земной поверхности в районе вулканических массивов могут быть следствием активного перемещения магмы в земной коре. Регистрация смещений на склонах вулканов, в том числе, методами спутниковой радарной интерферометрии, позволяет исследовать процессы, происходящие в вулканической постройке. Интерпретация измеренных деформаций с помощью моделирования процесса внедрения магматического материала в постройку вулкана позволяет получить информацию о путях миграции магматического расплава, оценить масштабы, глубину залегания и физические параметры глубинного магматического очага и сформированных интрузий.
Мощное извержение вулкана Шивелуч, которое произошло 11 апреля 2023 года, стало сильнейшим в числе его извержений за последние 60 лет. Поля смещений, рассчитанные методом дифференциальной интерферометрии (DInSAR) по снимкам спутника Sentinel-1А, выявили чёткий подъём куполообразной формы на западном склоне вулкана в 8.5 км от его активного кратера. Рост купола проявился в постпароксизмальную фазу и особенно интенсивно фиксировался на интервалах спутниковой съёмки 01.05-13.05.2023, 13.05-25.05.2023 и 25.05-06.06.2023. Сопоставление положения поля смещений на склоне с топографией склона показало, что наблюдаемые смещения не могут быть вызваны перемещением материала по склону в результате оползневых или эрозионных процессов. Для проверки гипотезы о формировании области поднятия в результате внедрения магмы под западный склон вулкана было проведено численное моделирование и определены параметры магматического тела в форме силла, которое создает на поверхности смещения, наилучшим образом соответствующие смещениям, наблюдаемым по данным спутниковой радарной интерферометрии. Анализ миграции очагов землетрясений позволяет заключить, что после извержения 11.04.2023 магма поднялась с глубины 20-25 км по образовавшейся под западным склоном вулкана трещине и внедрилась горизонтально под склон на глубине 1-2 км в северном – северо-западном направлении. В пределах точности данных о смещениях поверхности, размеры магматического тела меняются от 6.0х3.0 км на глубине 1 км, до 5.25х1.4 км на глубине 2 км, при этом его мощность составляет от 0.5 до 1.75 м, а объем от 0.009 до 0.0129 км3.
В результате, на основе данных спутниковой радарной интерферометрии в комплексе с данными о распределении сопровождавшей движение магмы сейсмической активности, построена модель магматической интрузии, образовавшейся под западным склоном вулкана в постпароксизмальную фазу извержения 11.04.2023. Также полученное поле смещений указывает на активное перемещение магмы в районе экструзии Каран. Впоследствии, спустя год после извержения (26.04.2024), сотрудниками Камчатской группы реагирования на вулканические извержения (КВЕРТ) здесь было зафиксировано появление нового купола на дневной поверхности.
Таким образом, полученные нами данные спутниковой радарной интерферометрии о смещениях земной поверхности и их интерпретация с помощью математической модели внедрения магматического расплава в вулканическую постройку поставляют важную информацию для оценки скорости подъема магмы к поверхности и исследования динамики магматических процессов в питающей системе крупного эксплозивного вулкана.