Variations de vitesse dans le Volcan de Colima associées au

Géophysique
des volcans
Variations de vitesse dans le Volcan de
Colima associées au séisme de Tecomán
de 2003 (MW = 7.4), Mexique
Philippe Lesage
Gabriel Reyes-Dávila
Raúl Arámbula
Situation du Volcan de Colima
~80 km
Volcan de Colima
Réseau sismique de surveillance du Volcan de Colima
• Sismomètres courte période verticaux
• Transmission analogique
• Diverses cartes ADC (12 et 16 bits)
• Fréquence d’échantillonnage ~100 Hz
• Enregistrement continu depuis le 20 mars 1998
• 13 années de données
6 km
Inter-corrélation de bruit sismique
∂τ C AB (τ ) ∝ G + ( A, B,τ ) − G − ( A, B,−τ )
C AB (τ ) = ∫ u A (t ) ⋅ u B (t − τ ) dt
T
u A (t ), u B (t ) : Bruit sismique en A et B
G ± ( A, B,±τ ) : Fonction de Green entre A et B
Traitement des données
• Blanchiment spectral
• Filtrage dans plusieurs bandes de fréquence
• Normalisation sur un bit
• Empilement des fonctions de corrélation
6 km
Fonctions de corrélation entre EZV4 et EZV5 calculées sur une année
Fonctions de corrélation
calculées tous les 10
jours pour 2002
Grande stabilité
x 10 days
Matrice de corrélation
entre fonctions de
corrélation sur 13 ans
x 10 days
Estimation de variations de vitesse
La méthode d’étirement
t2
∫ h (τ )h (τ (1 − ε )) dτ
r
χ (ε ) =
c
t1
t2
t2
2
h
(
τ
)
dτ ∫ hc (τ (1 − ε )) dτ
r
∫
2
t1
t1
χ (ε ) max for ε = ε m =
Erreur:
δv
v
(d’après Hadziioannou, 2010)
π
6 T
1 − χ (ε m ) 2
2
rms ε m =
⋅
2 χ (ε m )
ωc2 t 23 − t13
(
)
(Weaver et al., 2011)
Premiers résultats (non corrigés)
Premiers résultats (non corrigés)
Il faut corriger les effets des variations
de la fréquence d’échantillonnage.
Variations de vitesse (corrigées) in %
Erreur sur variations de vitesse ~ 0.01 %
Influence du choix de la fenêtre de délais
Fenêtre n’incluant que la coda
Fenêtre incluant les ondes ballistiques
Variations de vitesse associées
à l’activité de surface
Eruption effusive
Activité explosive modérée
Forte explosion
Nouveau dôme
+
Destruction du dôme
Forte diminution de la vitesse associée au
séisme de Tecoman MW = 7.4
Eruption effusive
Activité explosive modérée
Forte explosion
Séisme tectonique
MW = 7.4
21 janvier 2003
Nouveau dôme
+
Destruction du dôme
Temps de relaxation ~ 5 ans
Le vitesse chute immédiatement après le séisme.
L’extrusion de lave s’arrête 10 jours après l’événement.
Faible corrélation entre les
fonctions de Green
calculées avant et après
le séisme
Autres paires de stations
Autres paires de stations
Réseau sismique de Colima (RESCO) : stations côtières
~100 km
Stations côtières
Récapitulons…
• Des fonctions de Green sont extraites par corrélation de bruit sismique
• Elles sont relativement complexes dans le Volcan de Colima.
• Elles sont stables sur 13 ans.
• Les variations de fréquence d’échantillonnage doivent être corrigées.
• De petites variations de vitesse sont associées à l’activité éruptive.
• Forte diminution de la vitesse ( ~ -1 %) clairement associée à un séisme
tectonique de MW = 7.4 situé à ~100 km du volcan.
• Réduction de la corrélation entre fonctions de Green
• Pas de variation de vitesse en dehors du volcan et près de l’épicentre.
• Arrêt de l’activité effusive 10 jours après le séisme.
Travail en cours…