日本伊豆半岛火山活跃区地震活动性变化：低频地震与普通地震的时空关联及岩浆活动意义

推荐：研究人员针对日本伊豆半岛东部火山活跃区低频地震（LFEs）检测不足的问题，通过匹配滤波法（MF）构建2005-2020年LFE目录，结合ETAS模型分析发现：浅层普通地震与深层LFEs均呈现静息现象，且前者静息启动更早。结合大地测量数据，提出岩浆从地壳储层向浅部侵入导致应力变化的解释模型，为火山-地震耦合机制提供新见解。

　　

日本伊豆半岛作为火山与地震活跃区，长期受到地质学家关注。其东部属于伊豆-东部火山群，历史上多次地震群和岩浆活动事件（如1989年海底火山喷发）表明该区域存在复杂的深部动力学过程。然而，以往研究多聚焦于浅层普通地震，对深层低频地震（Low-Frequency Earthquakes, LFEs）的时空特征及其与岩浆活动的关系知之甚少。日本气象厅（JMA）传统检测方法难以捕捉信噪比低的LFEs，导致对深部过程的认知存在空白。

为填补这一空白，研究人员通过匹配滤波法（Matched-Filter, MF）对2005-2020年连续波形数据进行分析，构建包含894次LFEs的高精度目录（较JMA目录增加19倍）。结合流行病型余震序列（Epidemic-Type Aftershock Sequence, ETAS）模型，首次揭示了LFEs与普通地震的静息现象及其时序差异：浅层普通地震的静息始于2006年和2009年地震群期间或之后，而深层LFEs静息延迟至2012-2013年。大地测量数据（水准测量与GEONET）显示研究期间无明显地表隆升，支持"无深部岩浆供给→浅部岩浆侵入→应力分层降低"的解释模型。

关键技术包括：1）匹配滤波法（MF）检测LFEs（CC阈值>0.25）；2）ETAS模型分析地震活动率变化；3）基于Gutenberg-Richter关系的完整性震级（M_c
）估算；4）GNSS数据（GEONET）评估地壳变形。

研究结果：

1. 数据构建：MF方法显著提升LFE检测能力，目录事件数达JMA的19倍（图3）。
2. 时序分析：ETAS模型显示两类地震均存在静息现象，普通地震静息点（T_c
   =1820天，2009年）早于LFEs（T_c
   =2740天，2012年）（图5-6）。
3. 背景活动率：静息期背景地震发生率μ显著降低（普通地震：0.019→0.003；LFEs：0.046→0.022）。
4. 地壳运动：2005-2020年水准与GNSS数据均未观测到显著隆升（图10-12），排除深部岩浆供给的影响。

结论与意义：
研究提出创新性解释模型：1）岩浆从地壳储层向浅部侵入引发地震群；2）浅部应力降低导致普通地震静息；3）应力扰动向深部传递延迟引发LFEs静息。该成果发表于《Journal of Volcanology and Geothermal Research》，不仅深化了对火山-地震耦合机制的理解，更为实时监测岩浆活动提供了ETAS模型与μ参数的新思路。研究首次揭示LFEs在岩浆系统动力学中的指示作用，对火山灾害预警具有潜在应用价值。