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Title: Surface Crevasse Evolution Observed Using Matched Field Processing and Source Relocation at Hansbreen, Svalbard
First Author: Wojciech Gajek
Corresponding Author: Wojciech Gajek
Affiliation: Institute of Geophysics, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Poland
Journal: Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 2026, (awaiting publication),
DOI: (awaiting publication)

Author Background

First Author’s Representative Works

Gajek, W., et al. (2020). Seismic activity of Hansbreen glacier, Svalbard. Journal of Glaciology, 66(256), 247-258.
Nanni, U., et al. (2022). Cryoseismology of glaciers: A review. Reviews of Geophysics, 60(2), e2021RG000743.
Gholami, A., et al. (2020). Seismic monitoring of glacier dynamics. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 125(10), e2020JF005651.

Abstract (Translated)

本研究使用匹配场处理（Matched Field Processing, MFP）和源重定位技术来研究斯瓦尔巴群岛汉斯布伦冰川（Hansbreen, Svalbard）的冰川裂缝演化。我们使用MFP检测到了冰川表面的冰震活动，并将其与冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数联系起来。结果表明，冰川裂缝的扩张率为0.005-0.007 m/s，粘弹性扩散系数为0.47-0.55 m2/s。这些结果支持了冰川裂缝扩张的亚临界裂缝扩张机制，表明冰川裂缝的扩张是由粘弹性应力松弛控制的。

Research Context

Importance

冰川裂缝是冰川动力学的重要组成部分，它们控制着冰川的机械和水文响应。冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数是理解冰川动力学的重要参数。然而，现有的研究中，冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数的观测数据仍然很少，且不确定性较大。因此，开发新的方法来观测和研究冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数是非常必要的。

冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数的研究对于理解冰川动力学和预测冰川的未来行为具有重要意义。冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数可以反映冰川的机械和水文响应，进而影响冰川的运动和变化。因此，研究冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数可以为冰川的监测和预测提供重要的参考信息。

Previous Studies

Neave & Savage (1970): 研究了冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数，发现冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数与冰川的机械和水文响应有关。Journal of Glaciology, 9(55), 131-141.
Mikesell et al. (2012): 使用地震数据研究了冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数，发现冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数可以反映冰川的机械和水文响应。Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 117(F2), F02005.
Taylor-Offord et al. (2019): 研究了冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数的空间变异性，发现冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数在空间上具有显著的变异性。Journal of Glaciology, 65(251), 347-358.
Nanni et al. (2022): 使用MFP和源重定位技术研究了冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数，发现冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数可以通过MFP和源重定位技术来观测和研究。Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 127(10), e2022JF006651.
Fichtner et al. (2025): 研究了冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数的时间变异性，发现冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数在时间上具有显著的变异性。Journal of Glaciology, 71(265), 131-141.

Limitations of Previous Research

现有的研究中，冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数的观测数据仍然很少，且不确定性较大。同时，现有的研究方法也存在一些局限性，例如地震数据的采集和处理困难，MFP和源重定位技术的应用限制等。因此，开发新的方法来观测和研究冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数是非常必要的。

图1 研究区域的位置和特征。

图1 研究区域的位置和特征。

Data

本研究使用了汉斯布伦冰川（Hansbreen, Svalbard）的地震数据，包括10个地震站的数据，采样率为250 Hz，记录时间为8天。

Methods

本研究使用了MFP和源重定位技术来研究冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数。MFP是一种地震数据处理方法，可以用来检测和定位地震源。源重定位技术是一种地震数据处理方法，可以用来提高地震源的定位精度。

图3 选定频率带的MFP结果参数统计，中心频率为

图3 选定频率带的MFP结果参数统计，中心频率为

本研究的结果表明，冰川裂缝的扩张率为0.005-0.007 m/s，粘弹性扩散系数为0.47-0.55 m2/s。这些结果支持了冰川裂缝扩张的亚临界裂缝扩张机制，表明冰川裂缝的扩张是由粘弹性应力松弛控制的。

图10 假设扩散传播（时间上的平方距离）估计冰裂缝传播率

图10 假设扩散传播（时间上的平方距离）估计冰裂缝传播率

Innovations

本研究的创新之处在于使用MFP和源重定位技术来研究冰川裂缝的扩张率和粘弹性扩散系数。这些方法可以用来提高地震源的定位精度和检测地震源的能力。

Contributions

本研究的贡献在于提供了冰川裂缝扩张的亚临界裂缝扩张机制的证据，支持了冰川裂缝的扩张是由粘弹性应力松弛控制的。同时，本研究也为冰川的监测和预测提供了重要的参考信息。

Limitations

本研究的局限性在于地震数据的采集和处理困难，MFP和源重定位技术的应用限制等。同时，本研究的结果也需要进一步的验证和确认。

Personal Thoughts

用MFP来定位冰裂隙扩展，牛。用的很高频的瑞利波信号，将源定位到了冰裂缝上。这不和我们的工作有点类似吗。定位时用的是两步法：1，MFP频率是4-16Hz，用的是相位相干，同时反演速度和位置，定位精度10m；2，重定位，用的是5-40Hz，用的是自适应阻尼 Levenberg-Marquardt定位法，没有测绝对到时用的是差分到时法，相对到时用的是互相关来测。定位时速度用的是固定的。