根据TanDEM-X InSAR数据,2011年至2019年间Santiaguito火山的体积变化情况

《Frontiers in Earth Science》:Volume changes at Santiaguito volcano between 2011 and 2019 based on TanDEM-X InSAR data

【字体: 时间:2025年10月24日 来源:Frontiers in Earth Science

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  火山口地形与南部侧翼体积变化分析:基于TanDEM-X数据(2011-2019),圣玛丽火山Caliente侧翼及火山口区域的地形与体积变化显示阶段性特征。2011-2016年,南部侧翼(Area 6-10)因熔岩喷发体积增加,火山口东部(Part 3)体积减少达4950立方米/秒,西部(Part 2)因2016年爆发性侵蚀体积减少3770立方米/秒;2016-2019年火山口西部体积回升,侧翼活动趋缓。整体平均体积输出率0.18立方米/秒,与历史周期吻合。

  在危地马拉的圣安东尼奥火山穹顶复合体中,研究重点是其南部坡面和西部火山口区域的地形变化和体积变化。这一火山系统由四个火山穹顶组成,其中最古老的Caliente穹顶目前仍处于活跃状态,频繁发生爆炸性喷发、岩石崩落、火山碎屑流和块状熔岩流。利用TanDEM-X数据生成的高分辨率数字高程模型(DEM)可以有效地捕捉复杂火山地形的变化,通过重复获取同一区域的影像数据,可以识别和量化与火山活动相关的地形变化。本研究利用24个TanDEM-X生成的DEM,覆盖了从2011年9月到2019年4月的时间段,空间分辨率为6.5米(南北方向)和4米(东西方向)。

在2011年至2016年期间,南部坡面出现了多条新的熔岩流,而火山口区域则经历了体积减少。2016年至2019年期间,由于显著的火山穹顶生长,火山口区域的体积又有所增加,主要集中在中心区域。与此同时,西北侧火山口边缘的体积则有所下降,这可能与2016年的爆炸性喷发有关。在整个观测期间,平均体积输出率为0.18立方米/秒,其变化趋势与之前确定的圣安东尼奥火山的周期性模式相一致,并提供了关于本研究时间段内火山行为变化的定性和定量描述。

研究还探讨了如何利用TanDEM-X卫星数据进行DEM生成的细节。TanDEM-X是由两颗卫星(TerraSAR-X和TanDEM-X)组成的任务,于2007年和2010年发射,采用紧密的螺旋编队飞行,其目标是生成高精度、全球一致的DEM。这项任务设计为覆盖全球至少两次,以确保DEM的全面性和一致性。通过TanDEM-X获取的DEM具有较高的空间分辨率,达到12米,并且具有良好的水平和垂直精度,能够有效捕捉火山区域的地形变化。此外,研究还涉及如何处理DEM数据中的误差,通过设置参考区域,评估不同DEM之间的相对误差,并利用这些信息进行体积变化的计算。

研究结果表明,火山口区域和南部坡面的变化趋势与之前文献中的火山活动记录相一致。火山口区域的体积变化主要受到火山活动的影响,而南部坡面的变化则更多地与熔岩流和次级物质搬运过程相关。通过对DEM数据的处理和分析,研究团队识别了不同区域的体积变化,并将其与实际的火山活动报告进行了对比,以提高研究的准确性。尽管存在一些数据采集间隔和高程变化的不确定性,但总体上,研究结果仍能够支持对圣安东尼奥火山近期演化趋势的深入理解。

在火山口区域,研究团队发现从2011年至2016年期间,中心区域(Part 3)的高程显著下降,而2016年至2019年期间,这一区域的高程又有所回升,几乎抵消了之前的下降趋势。与此同时,西北侧火山口边缘(Part 2)的体积也有所减少。这些变化可能与2016年的强烈喷发有关,而之后的体积增加则可能与新的熔岩沉积有关。通过将这些变化与文献中的火山活动报告进行对比,研究团队发现这些变化与之前的研究结果相符。

在南部坡面,研究团队发现从2011年至2016年期间,出现了多条新的熔岩流,而2016年之后则几乎没有变化。这表明在这一时间段内,熔岩活动主要集中在火山口区域,而南部坡面的变化则可能与次级物质搬运过程有关。通过将这些变化与火山活动记录进行对比,研究团队确认了这些变化的合理性,并指出其可能与次级物质搬运有关。

研究团队还分析了不同DEM数据之间的误差,通过设置参考区域,评估不同DEM之间的相对误差,并利用这些信息进行体积变化的计算。尽管存在一些数据采集间隔和高程变化的不确定性,但总体上,研究结果仍能够支持对圣安东尼奥火山近期演化趋势的深入理解。此外,研究还强调了在火山活动监测中,利用高分辨率DEM数据的重要性,以及其在火山灾害评估中的应用价值。

总体而言,这项研究利用TanDEM-X生成的DEM数据,对圣安东尼奥火山的地形变化和体积变化进行了系统的分析,揭示了火山活动的周期性模式和变化趋势。研究结果不仅支持了之前文献中的火山活动记录,还提供了对火山行为变化的新的见解,为火山监测和灾害评估提供了重要的数据支持。
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