Извержения вулканов типа С


Извержения вулканов типа «С» исследовались с 1800 по 2000 годы самостоятельно по каждому из регионов.
Показаны периодограммы извержений вулканов типа «С» по каждому из вышеперечисленных регионов, рассчитанные по вышеописанной методике ММЭ. На всех периодограммах отчетливо выделялись две гармоники - первого порядка с периодом 39-55 лет и второго порядка с периодом 21-28 лет.

Таким образом, как видно из результатов проведенных исследований, в извержениях вулканов типа «С» всех вулканических регионов выявлены две гармоники - первого порядка с периодом в среднем 44 - 45 лет и второго порядка с периодом в среднем 22 - 23 года, что подтверждает сделанный вывод о наличии подобной цикличности в целом для извержений вулканов геодинамического типа «С». Проведение объективных и статистически корректных исследо-ваний вулканической активности по отдельным регионам других типов вулканов не представляется правомерным в связи со сравнительной малочисленностью вулканов типов «ОР», «ОВ», «КР», «Гр». С целью проверки достоверности и объективности установленных закономерностей извержений вулканов для различных интервалов времени, нами были дополнительно проведены следующие исследования. Для вулканов типа «С» был проанализирован временной ряд извержений с 1500 по 1800 годы путем линейного преобразования исходного ряда методом скользящей средней (МСС). Сглаживание реальных чисел извержений вулканов производилось при различных интервалах сглаживания, причем было использовано десять вариантов сглаживания (где значение числа в каждом варианте сглаживания - есть величина интервала усреднения).


После каждого варианта сглаживания полученные результаты анализировались, причем для каждого геодинамического типа вулканов определялся коэффициент корреляции между последующим и пре-дыдущим вариантом, тем самым оценивалась степень эффективности подавления высокочастотных составляющих и степень изменения ха-рактера результатов в зависимости от величин интервалов сглаживания и их числа. Коэффициенты корреляции между результатами сглаживания в вариантах: 5-7-9; 9-9; 9-11 находятся в пределах 0,98-0,99. Это свиде-тельствует о том, что дальнейшая фильтрация не приведет к изменениям в полученных результатах. где Tn - промежуток времени между максимумами вулканической ак-тивности; An - относительные амплитуды циклов активизации. Как видно из графика, попеременное чередование положительных и отрицательных значений вычисленных соотношений свидетельствует о том, что характер цикличности извержений вулканов типа «С» за период с 1500 по 1800 годы полностью совпадает с таковым за период времени с 1800 по 2000 годы. Следовательно, установленный характер цикличности

 
Исследование методом скользящей средней временных рядов извержений вулканов других типов («ОР», «КР», «Гр», «ОВ») с 1500 по 2000 годы не будет являться корректным в связи с их малочисленностью и неполнотой данных по их извержениям в указанный период времени. При незначительном количестве вулканов указанных типов утеря информации об их извержениях за ранний период (с 1500 по 2000 годы) может составить ощутимую долю от общего числа извержений, что окажет весьма существенное влияние на статистическую достоверность и корректность сделанных выводов.В тоже время количество вулканов типа «С» велико, расположены они, в основном, в населенных в рассматриваемое историческое время районах, что позволяет утверждать, что утеря информации об их извержениях с 1500 по 1800 годы не столь велика по сравнению с общим числом их извержений и не оказывает существенного влияния при изучении характера их активности как стохастического процесса.В то же время для оценки справедливости установленных про-странственно-временных закономерностей извержений вулканов для любых отрезков времени нами были проведены дополнительные ис-следования, суть которых заключалась в следующем.


Временные ряды извержений всех типов вулканов были нами разбиты на отрезки времени продолжительностью не менее 100 лет, при этом для вулканов типа «С» был исследован временной ряд извержений общей продолжительностью с 1500 по 2000 годы, для вулканов типов «КР», «ОВ», «Гр» с 1800 по 2000 годы, для вулканов типа «ОР» с 1700 по 2000 годы.
Рассмотрим периодограммный анализ извержений вулканов типа «С» за различные интервалы времени. Так, изучаемый период времени с 1500 по 2000 годы был условно разбит на интервалы времени продолжительностью 100 лет (1500-1600, 1600-1700, 1700-1800, 1800-2000 гг.), причем последний изучаемый интервал времени равен 200 годам.
Выбор величины изучаемых интервалов времени (не менее 100 лет) объясняется тем, что метод максимальной энтропии эффективен только при значительной длине ряда, превышающей периоды выде-ляемых гармоник не менее, чем в 2 раза, причем чем больше длина ряда, тем выше эффективность ММЭ. В то же время ММЭ эффективно работает только в том случае, если длина фильтра составляет 20-50% от числа членов анализируемого ряда, т.е. при длине ряда 100 лет длина фильтра наиболее эффективна в пределах от 20 до 50, при этом выделяемые нами гармоники также имеют периоды в промежуток от 20 до 50 лет. Меньшая длина временного ряда (менее 100 лет) не позволит выделить в извержениях вулканов гармоники 1-го порядка.

 Периодограммы извержений вулканов типов «Р» и «С» за различные интервалы времени. Временной ряд извержений вулканов типа «Р» был разбит на четыре интервала, причем два изучаемых интервала имеют продолжительность по 100 лет (1700-1800 гг. и 1800-1900 гг.), один временной интервал продолжительностью 200 лет (1800-2000 гг.) и один временной интервал - 300 лет (1500-1800 гг.). В извержениях вулканов типа «Р» всех изучаемых интервалов времени были выявлены две гармоники - первого порядка с периодом 44-47 лет (в среднем - 46 лет) и второго порядка - 21-29 лет (в среднем 25 лет). Таким образом, проведенные исследования позволили установить, что выявленные в извержениях вулканов типов «С» и «Р» гармоники первого и второго порядков справедливы для различных интервалов времени, что подтверждает достоверность ранее сделанных выводов. Проведенные нами дополнительные исследования позволили придти к следующим основным выводам. Установленная закономерность пространственно-временного распределения извержений вулканов справедлива и для отдельных вулканических регионов в зависимости от их приуроченности к тому или иному геодинамическому типу. Установленная    закономерность в извержениях вулканов со-храняется независимо от выбора исследуемого интервала времени.Установленную закономерность в пространственно-временном распределении извержений вулканов можно объяснить следующим образом.


В период активизации океанского рифтогенеза повышается ак-тивность вулканов типа «ОР», при этом по обе стороны от рифтовых зон океанская литосфера подвергается сильному сжатию. Волна сжатия перемещается от рифтовых зон к противоположным границам плит, после которых повышается тектоническая активность поясов сжатия Земли. Это, в свою очередь, приводит к повышению активности вулканов «С» и «Гр». Однако, если для активизации вулканов типа «С» необходимо достаточно длительное воздействие сжатия, чтобы произвести тектонические подвижки в литосфере (которая на континентах имеет огромную мощность) и спровоцировать извержение, то для вулканов типа «Гр», связанных непосредственно с зонами АВПД в осадочной толще, сравнительно незначительные тектонические подвижки в верхних слоях литосферы могут вызвать повышение АВПД и извержения грязевых вулканов. Этим можно объяснить смещением по фазе графиков активности вулканов типов «С» и «Гр».