Jökull


Jökull - 01.01.2019, Síða 79

Jökull - 01.01.2019, Síða 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
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118
Síða 119
Síða 120
Síða 121
Síða 122
Síða 123
Síða 124
Síða 125
Síða 126
Síða 127
Síða 128
Síða 129
Síða 130
Síða 131
Síða 132
Síða 133
Síða 134
Síða 135
Síða 136
Síða 137
Síða 138
Síða 139
Síða 140
Síða 141
Síða 142
Síða 143
Síða 144
Síða 145
Síða 146
Síða 147
Síða 148
Síða 149
Síða 150
Síða 151
Síða 152
Síða 153
Síða 154
Síða 155
Síða 156
Síða 157
Síða 158
Síða 159
Síða 160
Síða 161

x

Jökull

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.