RELATIONS OF GEODYNAMIC PROCESSES, TECTONIC STRESSES AND STRONG EARTHQUAKES ON THE MIDDLE KURIL FROM 2006 THROUGH 2009 WITH ERUPTION OF THE SARYCHEV PEAK VOLCANO

 It is suggested that the eruption of the Sarycheva Peak volcano on 11 June 2009 may have been related to strong earthquakes which occurred in the Middle Kuril Islands from 2006 through 2009 (Figure 1), geodynamic processes (such as tectonic activation, subduction, and friction of contacting blocks), tectonic stresses, melting of rocks, rising of the melting substance, gases and fluids.

The publication discusses the earthquake hypocenters profile along the Kuril Islands (Figure 2), the seismogeological depth profile of volcanoes of the Kuril Islands that was published by T.K. Zlobin (Figure 3), and positions of the magmatic chamber and the seismogenic zone of the SenHelens volcano from the publication by S. Carey (Figure 4).

The map of earthquake epicenters for the Middle Kuril Islands is constructed on the basis of the NEIC catalogue (Figure 5). A corresponding depth profile showing earthquake hypocenters is constructed (Figure 6).

An aseismic area is detected underneath the Matua Island (Sarychev Peak volcano); it is almost 30 km wide and about 200 km thick. In the Middle Kuril Islands, magma lifting and eruption were facilitated by stretching of the lithosphere (Figure 7), occurrence and activation of breaks, fractures and faults due to earthquakes which occurred from 2006 though 2009, and lifting of gas and fluids (Figure 8). The eruption was possible by explosion upon instant injection of fluids into the porous space due to considerable shear stresses, which occurred after the earthquakes, and the reaction of dehydration. It can also result from supply of volcanic gases and fluids, according to the vacuumexplosion fluid dynamics model.

1. Авдейко Г.П., Попруженко С.В., Палуева А.А. Современная тектоническая структура Курило-Камчатского региона и условия магмообразования // Геодинамика и вулканизм Курило-Камчатской островной системы. Петропавловск-Камчатский: ИВГиГ ДВО РАН, 2001. С. 9–33.

2. Балеста С.Т. Земная кора и магматические очаги областей современного вулканизма. М.: Наука, 1981. 134 с.

3. Горшков Г.С. Вулканизм Курильской островной дуги. М.: Наука, 1967. 288 с.

4. Злобин Т.К. Строение земной коры и верхней мантии Курильской островной дуги (по сейсмическим данным). Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1987. 150 с.

5. Злобин Т.К. Динамика сейсмического процесса и строение очаговых зон сильных землетрясений Сахалина и Курил. Южно-Сахалинск: СахГУ, 2005. 138 с.

6. Злобин Т.К. Глубинная геодинамика и строение Земли. Южно-Сахалинск: СахГУ, 2008. 124 с.

7. Злобин Т.К., Волков И.А., Полец А.Ю. Анализ вулканизма и сейсмичности в литосфере Курил // Вулканизм, биосфера и экологические проблемы. Туапсе: НИГТЦ ДВО РАН, 2006. С. 39.

8. Злобин Т.К., Полец А.Ю. Неоднородная (блоково-клавишная) структура Курильской островной дуги и сейсмофокальной зоны // Общие и региональные проблемы тектоники и геодинамики. М.: ГЕОС, 2008. Т. 1. С. 333–336.

9. Золоторев Б.П., Соболев С.Ф. Связь петрохимических особенностей базальтоидов Курильской островной дуги и сопредельных районов с различными типами земной коры // Земная кора островных дуг и дальневосточных морей. Верхняя мантия № 9. М.: Наука, 1972. С. 171–191.

10. Котляр П.Е. Пространственно-временные модели Гавайской вулканической системы (томографический анализ сейсмичности). Новосибирск: ИГиГ СО АН СССР, 1989. 40 с.

11. Левин Ю.В., Рыбин А.В., Разжигаева Н.Г., Василенко Н.Ф., Фролов Д.И., Майор А.Ю., Салюк П.А., Жарков Р.В., Прытков А.С., Козлов Д.Н., Чернов А.Г., Чибисова М.В., Гурьянов В.Б. Комплексная экспедиция «Вулкан Сарычева2009» (Курильские острова) // Вестник ДВО РАН. 2009. № 6. С. 98–104.

12. Мархинин Е.К. Роль вулканизма в формировании земной коры на примере Курильской островной дуги. М.: Наука, 1967. 254 с.

13. Наумова Е.Н., Соловьев В.А., Соловьева Л.П. Сейсмичность, грязевой вулканизм, нефтегазоносность и дегазация Земли // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть, газ и их парагенезы: Материалы Всероссийской конференции, 22–25 апреля 2008 г. М.: ГЕОС, 2008. С. 334–336.

14. Обжиров А.И. Миграция углеводородов из недр к поверхности и формирование нефтегазовых залежей и газогидратов в Охотском море в период сейсмотектонических активизаций // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть, газ и их парагенезы: Материалы Всероссийской конференции, 22–25 апреля 2008 г. М.: ГЕОС, 2008. С. 359–362.

15. Объяснительная записка к тектонической карте Охотоморского региона масштаба 1:2500 000. М.: ИЛОВМ РАН, 2000. 193 с.

16. Раст Х. Вулканы и вулканизм: Пер. с нем. М.: Мир, 1982. 344 с.

17. Ребецкий Ю.Л. Дилатансия, поровое давление флюида и новые данные о прочности горных массивов в естественном залегании // Флюид и геодинамика. М.: Наука, 2006. С. 120–146.

18. Ребецкий Ю.Л. Разломы как особое геологическое тело. Модель развития крупномасштабного хрупкого разрушения // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть, газ и их парагенезы: Материалы Всероссийской конференции, 22–25 апреля 2008 г. М.: ГЕОС, 2008. С. 418–420.

19. Симбирева И.Г., Федотов С.А., Фиофилактов В.Д. Неоднородности поля напряжений Курило-Камчатской дуги по сейсмологическим данным // Геология и геофизика. 1976. № 1. С. 70–86.

20. Строение земной коры в области перехода от Азиатского континента к Тихому океану. М.: Наука, 1964. 308 с.

21. Тараканов Р.З. Фокальные зоны и их роль в развитии островодужных систем // Геология дальневосточной окраины Азии. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1981. С. 53–66.

22. Тихонов И.Н., Василенко Н.Ф., Прытков А.С., Спирин А.И., Фролов Д.И. Катастрофические Симуширские землетрясения 15 ноября 2006 г. и 13 января 2007 г. // Проблемы сейсмобезопасности Дальнего Востока и Восточной Сибири: Тезисы докладов международного научного симпозиума, Южно-Сахалинск, Россия, 27–30 сентября 2007 г. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2007. С. 27–28.

23. Токарев П.И. Предсказание места и времени Большого Толбачинского извержения в июле 1975 года // Доклады АН СССР. 1976. Т. 229. № 2. С. 439–442.

24. Фарберов А.И. Магматические очаги вулканов Восточной Камчатки по сейсмологическим данным. Новосибирск: Наука, 1974. 88 с.

25. Федорченко В.И., Родионова Р.И. Ксенолиты в лавах Курильских островов. Новосибирск: СО АН СССР, 1975. 139 с.

26. Федотов С.А. Магматические питающие системы и механизм извержений вулканов. М.: Наука, 2006. 435 с.

27. Федотов С.А., Потапова О.В. Предварительная карта тел на глубинах 30–100 км в верхней мантии под Камчаткой, экранирующих P и S волны // Сейсмичность и сейсмический прогноз, свойства верхней мантии и их связь с вулканизмом на Камчатке / Отв. ред. С.А. Федотов. Новосибирск: Наука, 1974. С. 76–179.

28. Федотов С.А., Уткин И.С., Уткин Л.И. Оценка размеров коровых очагов вулканов и изменения их размеров во времени по данным о количестве, составе изверженных продуктов и глубине очага // Вулканология и сейсмология. 2000. № 3. С. 3–14.

29. Carey S. The magma chamber beneath Mount St. Helens // Maritimes. 1985. V. 29. № 1. P. 10–11.

30. Ershov V.V., Levin B.W., Mel’nikov O.A., Domansky A.V. Manifestations of the Nevelsk and Gornozavodsk earthquakes of 2006–2007 in the dynamics of gryphon activity of the YuzhnoSakhalinsk gas–water–lithoclastic (mud) volcano // Doklady Earth Sciences. 2008. V. 423A. № 9. P. 1443–1447. doi:10.1134/S1028334X08090262.

31. Green D.H., Ringwood A.E. The genesis of basaltic magmas // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1967. V. 15. № 2. P. 103–190. doi:10.1007/BF00372052.

32. National Earthquake Information Center. http://neic.usgs.gov/neic/epic/ epic_rect.html.

33. Rebetsky Yu.L. Stress state of the Earth’s crust of the Kuril Islands and Kamchatka before the Simushir earthquake // Russian Journal of Pacific Geology. 2009. V. 3. № 5. P. 477490. doi:10.1134/S18197 14009050108.

34. Rebetsky Yu.L., Marinin A.V. Preseismic stress field before the SumatraAndaman earthquake of 26.12.2004: a mode of metastable state of rocks // Russian geology and geophysics. 2006. V. 47. № 11. P. 1173–1185.

35. Sibson R.H. Frictional constraints on thrust, wrench and normal faults // Nature. 1974. V. 249. № 5457. P. 542–544. doi:10.1038/249542a0.

36. Zlobin T.K., Levin B.W., Polets A.Yu. First results of the comparison of catastrophic Simushir earthquakes on November 15, 2006 (M=8.3), and January 13, 2007 (M=8.1), with the deep structure of the Earth`s crust in the Central Kuril Islands // Doklady Earth Sciences. 2008. V. 420. № 4. P. 615–619. doi:10.1134/S1028334X 08040193.

37. Zlobin T.K., Polets A.Yu. Sourse zones of the catastrophic Simushir earthquakes on November 15, 2006 (Mw=8.3) and January 13, 2007 (Mw=8.1) and deep crust structure beneath the Middle Kuril segment // Russian Journal of Pacific Geology. 2009. V. 3. № 5. P. 460–469. doi:10.1134/S181971400905008X.

38. Zlobin T.K., Poplavskaya L.N., Polets A.Yu. Possibility of the reconstruction of the real dynamics of the Earth`s crust (the example of the Southern regions of Sakhalin and Kuril Island) // Doklady Earth Sciences. 2009а. V. 427A. № 6. P. 1043–1046. doi:10.1134/ S1028334X09060348.

39. Zlobin T.K., Poplavskaya L.N., Polets A.Yu. A series of strong and catastrophic Simushir earhquakes, 2006–2009: general features and seismotectonics of the source zones // Doklady Earth Scienses. 2009в. V. 428. № 7. P. 1227–1231. doi:10.1134/S1028334X0907 0411.