Improved artificial bee colony algorithm for pressure source parameter inversion of Sakurajima volcano from InSAR data

A novel artificial bee colony algorithm was introduced for the eruption event of the Sakurajima volcano on August 9,2020,to invert the magma source characteristics below the volcano based on the point source Mogi model.Considering that the Sakurajima volcano is surrounded by sea,all the deformation data are used to obtain the location and magma eruption volume of the volcano.In response to the weak local search capability of the artificial swarm algorithm,the difference between the global optimal individual and the un-roulette screened individual is introduced as the variance component in the onlooker stage.Detailed simulation experiments verify the improvement of the algorithm in terms of convergence speed.In real experiments,the Sakurajima volcano inversion shows closer fitting results and smaller residuals compared to the existing literature.Meanwhile,the convergence speed of the algorithm echoes with the simulation experiments.

基于SBAS-InSAR技术的樱岛火山形变监测

火山喷发往往是由地壳内部岩浆活动引起的,通过监测火山区地表形变可以有效反演出地下岩浆的状态。为监测火山区地表形变,笔者选取日本樱岛火山为研究区域,采用SBAS-InSAR技术对2019—2021年间共计75景Sentinel-1A影像进行处理。结果表明,樱岛火山处于比较活跃的阶段,监测期间樱岛火山总体处于沉降状态,平均形变速率为-10.05 mm/a。最大沉降区域为火山中心地带,累积形变量为-62.72 mm,并且在时间上具有明显的季节变化特征;抬升主要发生在火山外围区域,其中最大抬升发生于樱岛东南侧,监测期间累积抬升108.71 mm。

基于D-InSAR的樱岛火山喷发形变场解算与反演分析

采用D-InSAR技术对覆盖2020年日本鹿儿岛市樱岛火山喷发前后时段的2景降轨Sentinel-1A数据进行处理,获取日本鹿儿岛市樱岛火山南岳火山口喷发事件引起的地表形变场,并在此基础上结合点源Mogi模型对樱岛火山喷发时的岩浆源进行反演分析。结果表明,2020-07-28~08-09期间沉降主要集中在火山中心地区,最大沉降区域为火山中心地带,最大沉降量与平均沉降量分别为5.5 cm与2.85 cm;抬升主要发生在火山边缘区域,最大抬升量与平均抬升量分别为5 cm与2.24 cm,抬升可能与艾拉火山口下方的岩浆活动有关。根据点源Mogi模型反演得到岩浆源深度和体积变化量分别为1.016 km和-0.139×10^(6)m^(3),岩浆源位于南岳下方,与南岳火山口的喷发活动有关。

日本樱岛火山灰玻璃碎屑形态特征研究

火山灰年代学是控制地层年代最简单可靠的直接手段，近年来在磁性地层、构造演化和古气候环境、考古等研究中被广泛重视和应用，经常成为最关键的要素。然而对其在地层中的识别常常产生较大分歧，制约了对年代的控制及与此相关的许多科学问题的解决。火山玻璃作为火山灰中的常见和标签物质，是识别火山灰最直接可靠的材料。日本强烈的第四纪火山活动和清晰连续的火山灰沉积在这方面具有代表性。本文利用光学显微镜和扫描电镜，对日本樱岛第四纪晚期典型火山灰中的火山玻璃形态和表面结构特征进行观察分析，总结出火山玻璃碎屑的外部形貌为独特、醒目的各种玻璃碎片状，呈各种大小和形态的带有气子L的曲面或弧面尖棱角状颗粒，如锋利的长条状、各种多边形粒状、片状（月牙状、三角状、多边形状等）和三交面状等，表面特征为各种与火山喷发炸裂作用相关的光滑或弱贝壳状断口的曲面，及与火山喷气有关的各种孔洞、管槽、小圆坑、椭圆形坑和眼状坑。其中眼状坑和三交面状这两种特殊表面形态分别只在安山质和流纹质火山灰中出现，为准确识别中，酸性火山灰及其类型提供了微观形态学鉴定标志。