Jökull


Jökull - 01.01.2019, Blaðsíða 79

Jökull - 01.01.2019, Blaðsíða 79
Pálsson et al. to conclude that there may be a general relationship, that maximum magnitude is different for inflation and deflation of a caldera. In this light we may take the magnitude of the large earthquakes that took place at Bárðarbunga during the period 1974–1996 as indica- tion of deflation of the volcano during that time (Ein- arsson, 1991a) rather than inflation as suggested by several authors (Zobin, 1999: Nettles and Ekström, 1998; Bjarnason, 2014). The seismic efficiency during the collapse period is low. If the potential seismic moment, sometimes called geodetic moment, is estimated from the def- inition MG = µuA and assumed all the faulting (u) takes place on the caldera boundary fault, a total of 65 m, we get MG equal to 1.4 x 1020 Nm. The area of the caldera fault (A) is estimated from the diameter of the caldera block of 6 km and depth to the brittle- ductile transition of 8 km, both values derived from Guðmundsson et al. (2016). A value of 13 GPa is used for the shear modulus (µ) of the brittle crust, follow- ing Grapenthin et al. (2006) and assuming the shear modulus is one third of the Young’s modulus. The re- leased seismic moment of all earthquakes during the collapse (M0), on the other hand, is 9.3 x 1018 Nm, a factor of 15 lower. Here we use M = 2/3 log M0 – 6.0 to convert magnitude to seismic moment. The seismic efficiency or moment ratio M0/MG is 0.066 and falls within the range of values for magmatically controlled events (e.g. Pedersen et al., 2007). It is thus clear that a substantial part of the fault displace- ment takes place by aseismic creep. The same con- clusion may be drawn from the fact that the hypocen- ters are unevenly distributed along the ring fault. The earthquakes line up along the northern and southern sections of the fault, whereas the eastern and western parts are almost devoid of earthquake sources (Fig- ure 1). It is therefore conceivable that different sec- tions of the fault react very differently to the high strain rate at the boundaries of the caldera block. The deviation from the linear relationship of the Gutenberg-Richter equation becomes extreme in the case of the caldera earthquakes during the collapse period. As we show, the magnitude-frequency dis- tribution of these earthquakes can be modeled as the sum of two populations, population A of small earth- quakes, which behaves like the Gutenberg-Richter equation prescribes, and population B of larger events which can be modeled with a normal distribution. This is by no means a unique model of the over-all distribution, but calls for some speculation on possi- ble explanations. We note that these events take place during very unusual circumstances, in a limited vol- ume of rock, bounded by a circular fault, and un- der very high strain rate. Most of the earthquakes take place on the boundary fault, as seen in Figure 1. The block was subsiding at a fairly steady rate as high as half a meter per day. One may argue that the dimension of the source faults of the population A earthquakes was well within the dimension of the caldera block and to them the faulted volume was like any other infinite, seismically active volume of rock, hence in accord with the Gutenberg-Richter relation. The earthquakes of population B were larger, how- ever, and involved a good part of the circular caldera fault where different size limitations are in effect. There may be a characteristic earthquake, the mag- nitude of which may be determined by the circum- ference of the caldera and the subsidence rate of the caldera floor. We note, for example, that the magni- tude of these earthquakes appears to decrease as the collapse continues and the subsidence rate decreases (Figure 5). The source dimension of the events of pop- ulation B may be estimated, for example, by apply- ing the source scaling relationships of Abercrombie (1995). An earthquake of magnitude 4 would have a source dimension of 160 m -1600 m, depending on the assumed stress drop, varying between 100 MPa and 0.1 MPa, respectively. The corresponding values for a magnitude 5 event would be 500 m – 5000 m. Con- sidering the volcanic environment and the low seismic efficiency one may argue that the stress drop is more likely to be on the low side, and therefore the source dimensions on the high side. It may be of some importance for monitoring pur- poses to determine when the magnitude distribution in a remote caldera becomes bi-modal as in the case of Bárðarbunga. The statistical problem of detection is worth a special study and is outside of the scope of this paper. We point out, however, that the earth- quakes exceeding magnitude 5 began four days into 78 JÖKULL No. 69, 2019
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84
Blaðsíða 85
Blaðsíða 86
Blaðsíða 87
Blaðsíða 88
Blaðsíða 89
Blaðsíða 90
Blaðsíða 91
Blaðsíða 92
Blaðsíða 93
Blaðsíða 94
Blaðsíða 95
Blaðsíða 96
Blaðsíða 97
Blaðsíða 98
Blaðsíða 99
Blaðsíða 100
Blaðsíða 101
Blaðsíða 102
Blaðsíða 103
Blaðsíða 104
Blaðsíða 105
Blaðsíða 106
Blaðsíða 107
Blaðsíða 108
Blaðsíða 109
Blaðsíða 110
Blaðsíða 111
Blaðsíða 112
Blaðsíða 113
Blaðsíða 114
Blaðsíða 115
Blaðsíða 116
Blaðsíða 117
Blaðsíða 118
Blaðsíða 119
Blaðsíða 120
Blaðsíða 121
Blaðsíða 122
Blaðsíða 123
Blaðsíða 124
Blaðsíða 125
Blaðsíða 126
Blaðsíða 127
Blaðsíða 128
Blaðsíða 129
Blaðsíða 130
Blaðsíða 131
Blaðsíða 132
Blaðsíða 133
Blaðsíða 134
Blaðsíða 135
Blaðsíða 136
Blaðsíða 137
Blaðsíða 138
Blaðsíða 139
Blaðsíða 140
Blaðsíða 141
Blaðsíða 142
Blaðsíða 143
Blaðsíða 144
Blaðsíða 145
Blaðsíða 146
Blaðsíða 147
Blaðsíða 148
Blaðsíða 149
Blaðsíða 150
Blaðsíða 151
Blaðsíða 152
Blaðsíða 153
Blaðsíða 154
Blaðsíða 155
Blaðsíða 156
Blaðsíða 157
Blaðsíða 158
Blaðsíða 159
Blaðsíða 160
Blaðsíða 161

x

Jökull

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.