Mt. Etna Feeding System and Sliding Flank: A New 3D Image From Earthquakes Distribution in a Customisable GIS

• Autores: Guardo, Roberto Antonino; De Siena, Luca; Dreidemie, Carola
• Año de publicación: 2020
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Ingeniería, Ciencia y Tecnología; Feeding System; Sliding Flank; Seismic Imaging; Marching Cubes; GIS-based System; Visualización; Ingeniería, Ciencia y Tecnología
• Institución: Universidad Nacional de Río Negro

Fil: Guardo, Roberto. Universidad Nacional de Río Negro. Instituto de Investigación en Paleobiología y Geología. Río Negro, Argentina
Fil: De Siena, Luca. Johannes Gutenberg University. Institute of Geosciences. Mainz, Alemania
Fil: Dreidemie, Carola. Universidad Nacional de Río Negro. LVCC Laboratorio de Investigación y Desarrollo en Tecnologías de Visualización, Computación Gráfica y Código Creativo. Río Negro, Argentina
El artículo incluye un anexo de 8 páginas.
High-resolution seismic imaging enables the reconstruction of ascending paths of magma and fluids, shallow molten accumulation and flank collapse areas, all crucial information for developing an efficient eruption forecasting strategy. Here, the Marching Cubes algorithm (MC - generally applied to medical visualization and three-dimensional (3D) modeling) is applied to 16 years of earthquake location data at Mt. Etna (Italy). The algorithm defines three-dimensional seismic clusters that take into account seismic location uncertainties and are embedded in a novel volcanooriented Geographyc Information Systems (VolGIS) offering an interpretational environment comprising tomographic images and alternative geophysical models. The results show that a volume of very-low-seismicity is embedded in a high-velocity body, and acts as a zone of transition between transient magmatic events (west) and eastern deep seismicity related to the sliding eastern flank. The eastern cluster represents the 3D seismic signature of a deep (2–8 km below sea level) instability, affecting the portion of the eastern flank nearest to the feeding systems. This instability is likely caused by a combination of gravitational spreading and magmatic intrusions.
Las imágenes sísmicas de alta resolución permiten la reconstrucción de trayectorias ascendentes de magma y fluidos, áreas de acumulación de líquido fundido poco profundo y áreas de colapso de flancos, toda información crucial para desarrollar una estrategia eficiente de pronóstico de erupciones. Aquí, el algoritmo Marching Cubes (MC - generalmente aplicado a visualización médica y modelado tridimensional (3D)) se aplica sobre 16 años de datos de ubicación de terremotos en Mt. Etna (Italia). El algoritmo define conglomerados sísmicos tridimensionales que tienen en cuenta las incertidumbres de ubicación sísmica y están integrados en un novedoso Sistema de Información Geografía (VolGIS) orientado a los volcanes que ofrece un entorno interpretativo que comprende imágenes tomográficas y modelos geofísicos alternativos. Los resultados muestran que un volumen de muy baja sismicidad está incrustado en un cuerpo de alta velocidad y actúa como una zona de transición entre eventos magmáticos transitorios (oeste) y sismicidad profunda oriental relacionada con el flanco este deslizante. El cúmulo oriental representa la firma sísmica 3D de una inestabilidad profunda (2 a 8 km por debajo del nivel del mar), que afecta la parte del flanco oriental más cercana a los sistemas de alimentación. Esta inestabilidad probablemente sea causada por una combinación de dispersión gravitacional e intrusiones magmáticas.