Articles

aktiviteten vid Mount Agung på Bali (Indonesien) 2017-19: intensiv oro, övervakning, krishantering, evakuering och utbrott

december 8, 2020 by admin

seismicitet

under de femtio åren sedan utbrottet 1963 registrerades nästan inga lokala jordbävningar på CVGHM-nätverket vid Mount Agung, och seismisk energi dominerades av kulturellt buller från södra flanken av berget., Från och med 2017 bestod det seismiska övervakningsnätet av två korta stationer på södra och sydvästra flankerna av Mount Agung ~4 och 5 km från toppmötet och fyra korta stationer i Batur Caldera (Fig. 1A). Under hela krisen var de primära dataströmmarna som användes för att övervaka oroligheter i realtid seismiska data från CVGHM-nätverket och jordbävningshypocenter från den indonesiska meteorologin, klimatologin och Geofysikmyndigheten (BMKG).,

CVGHM-nätverket användes för att göra visuella observationer, utföra dagliga jordbävningsantal och beräkna rsam (seismisk Amplitudmätning i realtid). Även om många hypocenters också manuellt beräknades med hjälp av CVGHM-nätverket under krisen användes dessa främst för att verifiera och komplettera BMKG-lösningar och katalogiserades inte konsekvent. Beskrivningen av aktiviteten nedan är en kort sammanfattning av den observerade seismiciteten från alla datakällor.

en svärm av jordbävningar (M2.3-3.,9) registrerades i mitten av maj 2017, som ligger NW i Batur caldera, med en maximal rapporterad intensitet av MMI III. efter flera månader av gradvisa ökningar, jordbävning och seismiska energi ökade snabbt mellan 16 och 22 September 2017 från tiotals jordbävningar per dag till hundratals jordbävningar per dag (Fig. 2). Felt-rapporter och seismiska-våg-ankomsttider på lokala stationer föreslog att de observerade vulkan-tektoniska (VT) jordbävningarna var belägna mellan Mount Agung och Batur Caldera (dvs Nw av Agung)., Men regionala hypocenter lösningar som producerats av BMKG föreslog ursprungligen att händelserna var närmare Mount Agung (Fig. 3). Seismicity nådde sin topp den 22 September med >800 jordbävningar av magnitud >1 registreras av CVGHM seismiska nätverket (Fig. 2B). Jordbävningen magnituder ökade också, med en M4.2 (BMKG) som inträffade den 26 September. Dessa jordbävningar var alla högfrekventa, VT jordbävningar.,

VT-händelsehastigheterna minskade betydligt den 20 oktober (Fig. 2B) och fortsatte att minska genom början av November. Under oktober och November 2017 utökade vi det seismiska övervakningsnätet genom att lägga till sex digitala bredbandsstationer och en kortvarig digital station på platser nära berget för att förbättra upptäckter och platser över hela nätverket (Fig. 1A).

i slutet av oktober började jordbävningshypokenter sprida sig till n och Ne I Mount Agung medan de fortsatte att inträffa till NW., I början av November hade jordbävningsgraden sjunkit till stadiga nivåer på ~300 jordbävningar per dag med stora M3+ – händelser som fortfarande är vanliga. Medan jordbävningstakten minskade under denna tidsperiod visade rsam-förhållandena för de närmaste två stationerna en indikation på magma-migration mot summitkratern och rsam-värdena visade en subtil men ihållande långsiktig trendökning, en trend som fortsatte in i de första phreatomagmatiska utbrotten i slutet av November (Fig. 3). Den 8 November 2017 ~22:00 UTC, BMKG in en M4.9 och en serie efterskalv som ligger ca 10 km nordost om Mount Agung (Fig. 3)., Kort därefter noterades små, lågfrekventa (LF) och vt-jordbävningar proximala till toppmötet regelbundet. De första tydliga tecknen på tremor (~40-120 andra varaktighet; bredband 1-10 Hz) registrerades vid de tidiga timmarna av 12 November UTC. I efterhand invaderade magma tydligt de övre nivåerna (<5 km) av Mount Agung edifice. VT och LF jordbävningar fortsatte med låga priser och rsam-värden ökade gradvis genom den första phreatomagmatiska utbrottet den 21 November, men utbrottet i sig registrerades inte seismiskt., Mer tremor registrerades en dag efter den 21 November phreatomagmatic utbrott, och VT och LF händelsehastigheter fortsatte vid låga nivåer. Uppkomsten av magmatiska utbrott föregicks av en svärm av 22 större LF jordbävningar på morgonen den 25 November lokal tid, även om uppkomsten av lava utgjutning, som först upptäcktes i satellitdata samma dag, inte registrerades seismiskt.

efter utgjutningens början fortsatte jordbävningsfrekvensen och rsam-värdena vid pre-eruptiva nivåer fram till en signifikant ökning den 8 December., Fluktuationer i seismicitet var inte korrelerade med förändringar i visuella observationer av utbrottsaktivitet vid denna tidpunkt. Även om Mount Agung började producera regelbundna diskreta explosioner tidigt i översvallande fasen, ingen av explosioner registrerades seismiskt på CVGHM nätet fram till den 23 December. Efter detta datum registrerades nästan alla explosioner vid Agung på CVGHM seismic network. Före varje explosion var dock jordbävningsfrekvensen eller energiökningarna antingen frånvarande eller i vissa fall för subtila för att på ett tillförlitligt sätt förutse efterföljande explosioner., Börjar efter den första lava extrudering på eller strax före 25 November, tremor episoder som varar 30-90 minuter inträffade sporadiskt, men var vanligtvis inte korrelerade med utbrott beteende. Det finns övertygande bevis (upprepad förekomst under eftermiddagsregn, relativt högfrekvent innehåll och visuella observationer av regnmoln vid toppmötet) som tyder på att dessa episoder var relaterade till regn vid toppmötet, sannolikt på grund av interaktion mellan regn och skållande berg med hjälp av växande sprickor i Krater lava., Under den mest intensiva fasen av utbrottet registrerades transitering av lahars seismiskt på vulkanens n och s flank. Dessa lahars ansågs ha sitt ursprung i regn på aska som deponerades på vulkanens övre flank under den första Explosiva aktiviteten under perioden av ca 21-30 November.

efter den mest intensiva fasen av utbrottsaktivitet i slutet av November minskade seismiciteten., Även om prisökningarna i LF-seismicitet kulminerade i stromboliska explosioner den 19 januari 2018, och stora (M3+) VTs fortsatte i februari och mars, minskade den totala jordbävningen till tiotals händelser per dag eller färre. På 23 juni 2018, en liten svärm av VT och LF seismicitet började och ökade fram till en explosion på 27 juni och ytterligare lava extrudering och aska utsläpp på 28-29 juni, som åtföljdes av monokromatisk tremor. På 2 juli 2018 registrerades Strombolisk aktivitet som en serie seismiska explosionssignaler., Seismicitet i samband med intermittent explosiv aktivitet fortsatte genom nutiden (juni 2019).

Deformation

Deformation av Mount Agung övervakas av ett nätverk av 5 kontinuerliga GNSS-stationer (Fig. 1A) som installerades 2012. Vid 2014 hade alla webbplatser upphört att överföra data, men de återupplivades i slutet av 2017, och vissa uppgifter som sträcker sig tillbaka till 2016 återställdes., Ytförskjutningar som föregår och åtföljer utbrott 2017-2018 inträffade i flera diskreta episoder, vilket exemplifieras av tidsserien från station REND (Fig 2c och 3D ligger ~12 km söder-sydväst om vulkanens toppmöte. Före starten av den seismiska svärmen i mitten av September var två perioder av uppenbar inflation uppenbar, i februari-mars 2017 och igen under augusti–September 2017. Under båda perioderna var rörelse av operationsstationer borta från Agung (Fig., 3A), med den senare inflationära epoken som den större av de två (till exempel southward motion of REND var ~5 mm i februari–mars och ~20 mm i augusti–September). Den första episoden åtföljdes inte av seismicitet. Den andra åtföljdes av långsamt ökande seismicitet, och ingen signifikant deformation inträffade under de mellanliggande månaderna. En enkel Mogi-modell9 av förskjutningarna tyder på en tryckökning på 10-20 km djup, även om de få datapunkterna inte tillåter en mer detaljerad bedömning., Deformationen är inte uppenbar i InSAR-data som spänner över tidsperioden, troligen på grund av förskjutningarnas lilla storlek10.

den snabba ökningen av seismicitet i September åtföljdes av en signifikant förändring av deformation på alla ställen (Fig. 3B). Station REND började till exempel flytta norrut mot vulkanens toppmöte., InSAR resultat som spänner September–oktober föreslår placering av en vall på ca 10 km djup mellan Agung och Batur10 medan GNSS-kanaler—särskilt SÖNDER—är förenliga med en kombination av vall intrång nordväst om Mount Agung och deflation av en djupare källa (samma källa som pumpade i februari–Mars och augusti–September). Ett samutbrott av deformation i November 2017 sammanföll med uppkomsten av lava extrudering och överensstämmer med deflation av en källa under Mount Agung, även om data inte kan skilja djupet av denna källa., Från mitten av December 2017 till April 2018 var ytdeformationen mindre. Från maj till mitten av juni 2018 upptäcktes grunda inflationen, följt av extrudering av lava och en ökning av explosionsfrekvensen i slutet av juni till juli 2018.

fjärranalys och askprover

satellitdata gav frekventa vyer av Mount Agungs summit crater och edifice. Ångkokning i kratern rapporterades först i September 2017. Satellitdata med hög upplösning visade att ångan hade varit intermittent synlig sedan åtminstone September 2016., Satellitdatadokumentet ökar i volymen och området för ångande och episodisk ponding av vatten som härrör från en talus-hög nära basen av Ne kraterväggen som börjar så tidigt som 14 September 2017. Efter den första Explosiva aktiviteten den 21 November upptäckte satellitdata en ny 100-m-diameter Krater centrerad i den större summit kratern som fungerade som kanal för efterföljande utbrott. Askprover från 21 November-evenemanget inkluderar mindre ungdomskomponenter, men domineras av remobiliserat edifice lithic material (Fig. 4 D,E)., Samlad bulk aska prover analyserades för deras huvudelement Kemi och hade bulk kemi av andesit. Sekventiell provtagning avslöjade en uppenbar ökning från 55 till 59 wt.% SiO2 i bulk sammansättning av utbröt aska från 22 November 2018 till 29 November 2018. Semikvantitativa analyser av juvenilglas bekräftade en andesitisk sammansättning. Ett litet lavaflöde observerades först inom denna Krater den 25 November och den 27 November hade täckt kratergolvet (Fig. 5)., När lavautgjutning avtog betydligt, mindre än en vecka senare, hade lavaflödet täckt kraterns golv och nått en maximal tjocklek på ca 121 m och en volym på ca 24 miljoner m3. Vid denna tidpunkt hade lavan nått ungefär en tredjedel av höjden på den låga punkten i kraterväggen, belägen längs södra kanten. Senast den 5 December 2017, efter en veckas paus i aktiviteten, hade nya frakturer börjat bildas över den centrala delen av lavaflödet. När frakturerna växte bredare föreslog bilder att smält lava hade flödat in underifrån för att försegla frakturerna., Under de närmaste månaderna fortsatte explosionerna att modifiera lavaytan, skapa nya explosionsgropar och deponera grovt utbrott skräp på lavaytan. Lokaliserad inflation av den centrala ventilationsområdet ytan observerades strax före en av explosionerna. Satellitbilder avslöjade att en ny period av lava extrudering, som började den 28 juni 2018, producerade nytt material som täckte nästan hela November Krater lavaflödet och lade till ytterligare ~10 m till dess tjocklek.,

gassammansättning och utsläppsfrekvens

på grund av den tidigare bristen på långlivade fumaroles vid Agung sedan utbrottet 1963 fanns inga geokemiska övervakningsprogram eller instrument på plats före 2017 års oro., Förhållanden nära toppmötet ansågs vara för farliga för proximal provtagning, så regelbundna försök att mäta svaveldioxid (SO2) med hjälp av markbaserade fjärranalystekniker började i oktober 2017 efter att ångutsläppen hade ökat synligt. Trots närvaron av en liten, ihållande plym och rapporter om svavelluktande gaser från obehöriga vandrare, 12 mobila DOAS (Differential optisk Absorptionsspektrometri)11 kampanjer gjorda mellan 1 oktober och 14 November 2017 Alla misslyckades med att upptäcka SO2.,

I mitten av November, har vi börjat använda sig av en fast vinge drone (AeroTerraScan modell Ai450) preparerad med en miniatyriserad multi-GAS12,13 (Flera Gas Analyzer System) för att få luftburna in situ mätningar i plymen vattenånga H2O, CO2, SO2, och H2S. Drönare sköts upp från 530 m höjd på en plats 11 km söder om toppen och klättrade till ~3 300 msek för provtagning (Fig. 6)., De första framgångsrika mätningarna erhölls vid 00: 21 (UTC, 08: 21 lokal tid) den 21 November och avslöjade en stor plumerelaterad CO2-anomali (ΔCO2 = 36 ppmv; ”” indikerar att mätningarna rapporteras med omgivande bakgrund subtraherad); SO2 var under sensordetekteringsgränsen (~0.05 ppmv; Fig. 2E). Inga tidigare gasmätningar från baslinjen var tillgängliga för jämförelse, men luftburna mätningar av CO2-anomalier i plume av denna storleksordning är mindre vanliga 12, 14,15,16, 17 Och dessa data betraktades som en signifikant indikation på oro., Ungefär 9 timmar senare inträffade den första phreatomagmatiska explosionen. Jordbaserade DOAS-mätningar följande dag (22 November) gav en SO2-utsläppshastighet på 660 t/d (Fig. 2D). Tre olika drone flygningar den 23 och 24 November fann stora CO2-anomalier (ΔCO2 = 49-98 ppm), mycket låga SO2 blandning nyckeltal (SO2, MAX = 0.55 ppmv den 23 November; 0.05 ppm den 24 November), och spåra H2S (<0.17 ppm den 24 November., Dessa data visade att gasutsläppen var mycket CO2-rika och s-fattiga, och genomsnittliga molära CO2/SO2-förhållanden ökade dramatiskt från 77 till 824 den 23-24 November före starten av den huvudsakliga magmatiska explosionsfasen vid 9: 20 UTC den 25 November (Fig. 2F).,

den högsta utsläppshastigheten för SO2 mättes den 26 November (5 500 t/d) men föll snabbt till 180 T / d senast den 1 December., Gasutsläpp under lavautgjutning i December var mycket varierande (SO2 = 140-1500 t / d; månadsmedian = 390 t / d, n = 14) och magmatic i karaktär; en drone flygning på 19 December avlyssnade en tät plym med tydliga H2O, CO2 och SO2 toppar (H2O/CO2 = 21, CO2/SO2 = 3.2; SO2, MAX = 26.1 ppmv). DOAS mätningarna plockade upp mycket låga nivåer av BrO i den stora 26 November plume (BrO/SO2 = 3E-5). Efterföljande data visade en ökande trend upp till BrO / SO2 = 1.8 och 1.9 e-4 detekterad den 17 respektive 18 December (Fig. 2G)., De ökande BrO / SO2-förhållandena överensstämmer med ökad nedbrytning av Grunt magma från det växande lavaflödet i kraterfrisättande HBr, följt av reaktioner i atmosfären som delvis omvandlar HBr till BrO18. Ytterligare DOAS-mätningar i januari och februari visade att SO2-utsläppen minskade (median januari SO2 = 230 t/d, n = 12; februari = 220 T/D, n = 4). SO2-utsläppen hoppade kort till mer än 1000 t / d i veckan efter extruderingshändelsen 28 juni 2018, men återvände sedan snabbt till låga baslinjevärden (<200 T/d) i början av augusti 2018.,

sammanfattning av grundläggande tidslinje

nedan tillhandahåller vi en tidslinje av händelser som de inträffade, men i vissa fall, som med deformation, upptäcktes de inte vid den tiden. Vi ramar tidslinjen när det gäller förändringar på Varningsnivå så att läsaren kan uppskatta händelserna och resonemanget som ledde till dessa förändringar. Datum för ändring av Varningsnivå anges i rubriken för varje post, även om viktiga händelser och observationer börjar före och efter det datumet.,

14 September 2017– uppgradering till nivå 2: den första svärmen av jordbävningar registrerades av det lokala Agung-och Batur seismiska nätverket i mitten av maj 2017. Figur 2 presenterar en tidslinje för observations-och geofysiska mätningar från juli 2017 till augusti 2018. I mitten av juli 2017-runt den tid då en liten termisk anomali upptäcktes (Fig. 2h, kompletterande siffror Fig. S1) – rsam-värdena vid Agung hade avvikit från baslinjenivåerna (Fig. 2B), och i mitten av augusti, var VT jordbävningar inträffar dagligen, ökar betydligt i September., I efterhand vet vi nu att en andra episod av inflationen upptäcktes av GNSS från augusti-September, liksom av InSAR10. Ovanlig fumarolisk aktivitet i den nordöstra delen av summit crater, tillsammans med ökande seismicitet, föranledde en varning nivå förändring till Waspada (nivå 2) den 14 September (Tabell 1, fikon. 1B och 2A).

tabell 1 förändringar av Varningsnivå, observationer, uteslutningszoner och resultat.,

18 September 2017– Upgrade to Level 3: Water ponding (möjligen utvisas från byggnaden eller alternativt kondenseras från fumaroler) noterades i kratern den 14 September och bildade små deltas i närheten av fumaroler. Ökad fumarolisk aktivitet, en växande termisk anomali i kratern och kände jordbävningar (M3+) ökade orosnivån hos lokalbefolkningen. Snabbt ökande seismicitet föranledde en varning nivå byta till Siaga (Nivå 3) den 18 September.,

22 September 2017– uppgradering till nivå 4: seismicitet fortsatte att accelerera snabbt och rsam-värdena nådde sin topp den 22 September (Fig 2B och 3), vilket ledde till en ny varningsnivåändring. I efterhand vet vi att det också fanns en förändring i GNSS-stationernas relativa rörelse (fikon 2c och 3). GNSS stationer söder om vulkanen registrerade rörelse mot vulkanen, medan en station i nordväst (CEGI) registrerade rörelse bort från vulkanen. Förändringen till nivå 4 (Awas) utlöste evakueringar., Rsam-värdena minskade sedan, men förhöjda seismiska händelsehastigheter, inklusive stora jordbävningar (upp till M4.2), kvarstod. Den 7 oktober steg en anmärkningsvärd vitfärgad gasplume från nordöstra kratergolvet ~ 1500 m över toppkratern, varade i ungefär en timme och upptäcktes seismiskt (Fig. 3F). Detta var den högsta plume som observerades före utbrottet. Obehöriga klättrare rapporterade svavellukter, rubbande ljud och fumarolisk aktivitet från nordöstra kratergolvet. SO2-utsläppen låg dock under detektionsgränsen mätt med mobila DOAS på 12 km avstånd (Fig. 2E).,

29 oktober 2017– nedgradering till nivå 3: seismisk händelsefrekvens minskade kraftigt den 20 oktober, även om VTs började närma sig toppmötet (proximala händelser). Med minskningen av seismisk händelsefrekvens och den långa (en månad) varaktigheten av evakueringar sänktes varningsnivån till Siaga (nivå 3) den 29 oktober. I början av November började rsam-värdena öka långsamt (Fig 2B och 3). Den 8 November, en M4.9 jordbävning är inspelad och uppfattades av människor (Modifierad Mercalli Intensitet, MMI II–V) såvitt ~60 km från vulkanen., Detta var den största registrerade VT-händelsen under krisperioden (Fig 2B och 3).

26 November 2017– uppgradera till nivå 4: i mitten av November, LF händelser och tremor dök upp, och seismiska händelse platser flyttade närmare vulkanen. Drone flygningar utrustade med en multi-GAS ovanför vulkanens krater upptäckte en CO2-rik plym tidigt på 21 November (Fig. 2E-F). 2017 års agungutbrott började med en liten phreatomagmatisk explosion på 21 November 9: 05 UTC, med askutsläpp till 700 m över toppmötet (fikon. 2I och 4)., En måttlig mängd SO2 (660 t/d) hittades följande dag av mobila DOAS, som överensstämmer med magma avgasning (Fig. 2D). Multi-GAS drone flygningar upptäckte förhöjda nivåer av CO2 på 23-24 November (Fig. 2F). Större, kontinuerliga explosioner började den 25 November vid 9: 20 UTC och satellitobservationer upptäckte närvaron av ett lavaflöde inom kratern. Askkolonnen nådde ~6 km över toppen (~9 km asl) senast den 26 November (Fig. 2I) och reste ESE vilket resulterade i nedläggning av Praya flygplatsen på Lombok (~95 km so om Agung crater) den 26-27, 30 November-1 December., Den 26 November 23: 00 UTC höjdes varningsnivån till Awas (Nivå 4). Den tropiska cyklonen Cempaka ändrade vindriktningarna och drog askmolnet söder och väster, vilket tvingade nedläggningen av Denpasars Ngurah Rai-flygplats (~60 km SW av Agung-kratern) under 26-29 November. Höga SO2-utsläpp upptäcktes av mobila DOAS och OMI-satelliten (Ozonövervakningsinstrument). Blixtar, högljudda rumblings och lahars producerades (Fig. 4F) som ett resultat av regn mobilisera aska insättningar från slutet av November. Två plymer släpptes den 26-27 November (Fig., 4B), med en mörk, askrik del som härrör från huvudkratern och en riklig vit ångplume som kommer från det tidigare fumarolfältet. Den 27 November täckte lava kratergolvet (Fig. 5C, D) och började snabbt fylla toppen kratern, tills sakta på 29 November; plume höjder sedan minskat också. En del aska deponerades runt vulkanen: den var tjockare och förlängdes ytterligare i WSW-riktningen i linje med den rådande vindriktningen under den största askutsläppsperioden., Nederbördsinducerade lahars genererades inom 16 avlopp på NNW, N, ene, SE, s och SW delar av vulkanen i slutet av November, med det mest betydande flödet Tukad Yeh Unda floden på SW flanken ner till Badungsundet (~30 km från Agung-toppmötet). Den kontinuerliga Explosiva perioden följdes av en halvkontinuerlig, låg nivå plume fram till 4 December, när en period av frekvent (var 30-60 min), aseismisk, aska ”puffar” (ångplumer) började (Fig. 2).,

10 februari 2018– nedgradering till nivå 3: runt 23 December 2017 upphörde den vanliga puffingen och började dagligen till veckovisa, diskreta, seismiska upptäckta explosioner (rosa vertikala linjer i Fig. 2), producerar plumes typiskt upp till 2,5 km över toppen (~5,5 km asl) och lämnar explosions gropar i kylnings lavaflödet. När explosionsfrekvensen upphörde reducerades uteslutningszonen till en radie av 6 km den 4 januari. Mindre Strombolisk explosiv aktivitet observerades den 19 januari 2018, varefter explosionsfrekvensen minskade avsevärt., Larmnivån sänktes till siaga (nivå 3) den 10 februari. Mellan februari och slutet av juni var det intermittenta diskreta explosioner, och i allmänhet låga (men över bakgrunden) SO2-utsläpp och seismicitet (Fig. 2). En svärm av VT händelser den 23 juni 2018 föregick en liten explosion på 27 juni 2018 och följdes av lava extrudering och kontinuerlig aska utsläpp på 28-29 juni 2018. Det kontinuerliga askutsläppet till WSW påverkade flygverksamheten vid flygplatserna Denpasar, Bali och Jember, East Java den 28-29 juni 2018 (UTC)., Kl 13:04 (UTC) den 2 juli, en Strombolian vulkanen kastade glödande material så långt som 2-3 km från toppmötet kratern. Även om uteslutningszonen hade satts till en radie av 4 km, tusentals människor utanför denna zon själv evakueras på grund av rädslan för att glödande material skulle resa längre, och på grund av de höga dånande ljud som produceras av vulkanen. Aska utsläpp från dessa explosioner flyttade västerut, orsakar flygplats nedläggningar i East Java (Banyuwangi och Jember) den 3 juli., Efteråt var det en period av många små explosioner, som gradvis sjönk i frekvens till juli 2018 (Fig. 2). Mindre seismicitet fortsatte. Den 29 juli och 5 augusti, två stora jordbävningar av M6.4 och M6.8 träffar N av ön Lombok (<120 km ö om Mount Agung). Kontinuerlig avgasning av en tunn vit plym observerades efter dessa jordbävningar; dock observerades inga andra förändringar i utbrottsaktivitet direkt efter dessa jordbävningar; i stället fortsätter liknande lågnivåexplosioner genom tiden för detta skrivande.

Be Able