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Crustal thickness beneath Mt. Merapi and Mt. Merbabu, Central Java, Indonesia, inferred from receiver function analysis
Physics of the Earth and Planetary Interiors ( IF 2.3 ) Pub Date : 2020-05-01 , DOI: 10.1016/j.pepi.2020.106455
S.K. Suhardja , S. Widiyantoro , J.-P. Métaxian , N. Rawlinson , M. Ramdhan , Agus Budi-Santoso

Abstract In this study, we analysed 2708 receiver functions (RFs) using data recorded by 53 seismographic stations that surround Mt. Merapi and Mt. Merbabu – two volcanos in Central Java - to map the boundary between Earth's crust and upper mantle. We observe that a number of RFs from this new dataset have complex signals and do not exhibit typical RF characteristics; in particular, where the converted Ps signal from the Moho discontinuity is the clearest and strongest amplitude arrival following the P onset. This effect may be related to complex shallow velocity structure due to the presence of magmatic rocks and sediments. Further analysis of the RF results using the H-κ method suggests that Moho depth varies between 27 and 32 km beneath the array, with no apparent correlation between crustal thickness and surface topography, as one might expect from Airy isostacy. For instance, the Moho is quite shallow beneath Mt. Merapi (up to 27 km depth), despite its elevation of nearly 3 km. This may be a consequence of dynamic support from an active upper mantle coupled with erosion and/or weakening of the lower crust due to the active volcanic plumbing system. To the north of Mt. Merapi, the Moho is deeper (30–31 km depth) below Mt. Merbabu. Vp/Vs ratio estimates from the H-κ method are relatively high (~1.9) beneath the Mt. Merapi and Kendeng Basin area, which may indicate the presence of a zone of hydrous and active partial melting in the underlying crust. Lower Vp/Vs ratios (~1.7) are found beneath Mt. Merbabu, which may be due to its relative lack of volcanic activity compared to Mt. Merapi.

中文翻译:

山下地壳厚度。默拉皮和山 Merbabu,印度尼西亚中爪哇,从接收函数分析推断

摘要在这项研究中,我们使用由 Mt. 周围 53 个地震台记录的数据分析了 2708 个接收器功能 (RF)。默拉皮和山 Merbabu - 中爪哇的两座火山 - 绘制地壳和上地幔之间的边界。我们观察到来自这个新数据集的许多 RF 具有复杂的信号,并且没有表现出典型的 RF 特性;特别是,来自莫霍面不连续性的转换 Ps 信号是 P 开始后最清晰和最强的振幅到达。由于岩浆岩和沉积物的存在,这种影响可能与复杂的浅层速度结构有关。使用 H-κ 方法对 RF 结果的进一步分析表明,莫霍面深度在阵列下方 27 至 32 公里之间变化,地壳厚度与地表地形之间没有明显的相关性,正如人们对 Airy 均衡所期望的那样。例如,莫霍面在山下很浅。默拉皮(深度可达 27 公里),尽管其海拔接近 3 公里。这可能是由于活跃的上地幔的动态支撑以及活跃的火山管道系统造成的下地壳侵蚀和/或弱化的结果。在山的北部。默拉皮,莫霍面更深(30-31 公里深)。梅尔巴布。H-κ 方法的 Vp/Vs 比估计值在 Mt 之下相对较高(~1.9)。Merapi 和 Kendeng 盆地地区,这可能表明在下伏地壳中存在含水和活跃的部分熔融区。在 Mt. 下方发现较低的 Vp/Vs 比率 (~1.7)。Merbabu,这可能是因为与 Mt. 相比,它的火山活动相对较少。默拉皮。默拉皮(深度可达 27 公里),尽管其海拔接近 3 公里。这可能是由于活跃的上地幔的动态支撑以及由于活跃的火山管道系统造成的下地壳侵蚀和/或弱化的结果。在山的北部。默拉皮,莫霍面更深(30-31 公里深)。梅尔巴布。H-κ 方法的 Vp/Vs 比估计值在 Mt 之下相对较高(~1.9)。Merapi 和 Kendeng 盆地地区,这可能表明在下伏地壳中存在含水和活跃的部分熔融区。在 Mt. 下方发现了较低的 Vp/Vs 比 (~1.7)。Merbabu,这可能是因为与 Mt. 相比,它的火山活动相对较少。默拉皮。默拉皮(深度可达 27 公里),尽管其海拔接近 3 公里。这可能是由于活跃的上地幔的动态支撑以及由于活跃的火山管道系统造成的下地壳侵蚀和/或弱化的结果。在山的北部。默拉皮,莫霍面更深(30-31 公里深)。梅尔巴布。H-κ 方法的 Vp/Vs 比估计值在 Mt 之下相对较高(~1.9)。Merapi 和 Kendeng 盆地地区,这可能表明在下伏地壳中存在含水和活跃的部分熔融区。在 Mt. 下方发现了较低的 Vp/Vs 比 (~1.7)。Merbabu,这可能是因为与 Mt. 相比,它的火山活动相对较少。默拉皮。这可能是由于活跃的上地幔的动态支撑以及由于活跃的火山管道系统造成的下地壳侵蚀和/或弱化的结果。在山的北部。默拉皮,莫霍面更深(30-31 公里深)。梅尔巴布。H-κ 方法的 Vp/Vs 比估计值在 Mt 之下相对较高(~1.9)。Merapi 和 Kendeng 盆地地区,这可能表明在下伏地壳中存在含水和活跃的部分熔融区。在 Mt. 下方发现了较低的 Vp/Vs 比 (~1.7)。Merbabu,这可能是因为与 Mt. 相比,它的火山活动相对较少。默拉皮。这可能是由于活跃的上地幔的动态支撑以及由于活跃的火山管道系统造成的下地壳侵蚀和/或弱化的结果。在山的北部。默拉皮,莫霍面更深(30-31 公里深)。梅尔巴布。H-κ 方法的 Vp/Vs 比估计值在 Mt 之下相对较高(~1.9)。Merapi 和 Kendeng 盆地地区,这可能表明在下伏地壳中存在含水和活跃的部分熔融区。在 Mt. 下方发现了较低的 Vp/Vs 比 (~1.7)。Merbabu,这可能是因为与 Mt. 相比,它的火山活动相对较少。默拉皮。Merapi 和 Kendeng 盆地地区,这可能表明在下伏地壳中存在含水和活跃的部分熔融区。在 Mt. 下方发现了较低的 Vp/Vs 比 (~1.7)。Merbabu,这可能是因为与 Mt. 相比,它的火山活动相对较少。默拉皮。Merapi 和 Kendeng 盆地地区,这可能表明在下伏地壳中存在含水和活跃的部分熔融区。在 Mt. 下方发现了较低的 Vp/Vs 比 (~1.7)。Merbabu,这可能是因为与 Mt. 相比,它的火山活动相对较少。默拉皮。
更新日期:2020-05-01
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