Mecanism focal

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Explicația diagramei mecanismului focal: în diagrama din stânga care arată direcția inițială de mișcare a particulelor în raport cu punctul F (punctul focal) al unui cutremur generat de o falie tranzitorie dreaptă, văzută din verticală, în dreapta graficul " reprezentare beachball ", în care cadranele supuse mișcării inițiale cu efect de compresie (C) sunt negre și cele cu regim tensoriu sunt albe

Mecanismul focal al unui cutremur descrie deformarea rocilor din regiunea hipocentrală unde se află sursa care generează undele seismice . În cazul unui eveniment seismic datorat unui defect, acesta se referă la orientarea planului de-a lungul căruia sa deplasat defectul și la vectorul de mișcare. Mecanismul focal este, de asemenea, cunoscut sub numele de soluția planului de avarie. Mecanismele focale sunt derivate dintr-o soluție a tensorului momentului seismic pentru cutremurul în cauză. Tensorul este estimat prin analiza formelor de undă seismice observate. Mecanismul focal poate fi derivat pornind de la observarea „primelor mișcări”, adică observând dacă prima sosire a undelor P înregistrate la seismograf pulsează în sus sau în jos. Această metodă a fost utilizată chiar înainte ca formele de undă să fie înregistrate și analizate digital și este încă utilizată pentru cutremure care sunt prea slabe pentru o soluție ușoară a tensorului momentului seismic. În prezent, mecanismele focale sunt derivate în principal folosind analiza semi-automată a formelor de undă înregistrate. [1]

Soluții ale tensorului momentului seismic

De la stânga: diagrame „beachball” pentru tremor provenite din defecte transcurente, defecte inverse și defecte normale

Soluția tensorului momentului seismic este de obicei afișată grafic folosind o așa-numită diagramă "beachball". Modelul energiei radiate în timpul unui cutremur cu o singură direcție de mișcare pe un singur plan de eroare poate fi modelat ca o pereche dublă, care este descrisă matematic ca un caz special al unui tensor de ordinul doi (similar cu cele descrise de stresul și deformarea internă ) cunoscut sub numele de tensorul momentului seismic.

Cutremurele care nu sunt cauzate de mișcarea defectelor au modele diferite de radiații energetice. În cazul unei explozii nucleare subterane, de exemplu, tensorul momentului seismic este izotrop și această diferență face posibilă discriminarea cu ușurință a acestor explozii prin răspunsul lor seismic. Discriminarea dintre cutremure și explozii atomice reprezintă o parte importantă a monitorizării respectării tratatului general de interzicere a testelor nucleare .

Reprezentare grafică ("beachball")

Exemplu de calcul al unui "beachball" pornind de la observații

Datele legate de un anumit cutremur sunt mapate folosind o proiecție stereografică a emisferei inferioare. Azimutul și unghiul de ieșire sunt utilizate pentru a determina poziția unei înregistrări seismice individuale. Unghiul de ieșire este unghiul față de verticala unui fascicul seismic care iese din focarul cutremurului. Aceste unghiuri sunt calculate dintr-un set standard de tabele care descrie relația dintre unghiul de ieșire și distanța dintre centru și stația de observare. Prin convenție, simbolurile solide sunt utilizate pentru a trasa date de la stațiile în care prima mișcare înregistrată a undei P este ascendentă (o undă de compresie) și simboluri goale pentru o primă mișcare descendentă (o „undă de tensiune): în cele din urmă, punctele sunt utilizate pentru marcați stațiile care au primit semnale prea slabe pentru a obține o direcție unică de mișcare.

Dacă există suficiente observații, pot fi trasate două mari cercuri ortogonale bine constrânse care împart observațiile compresive de observațiile de stres: acestea sunt planurile nodale . Observațiile stațiilor cu mișcări inițiale neclare se găsesc de obicei lângă aceste planuri. Prin convenție, cadranele de compresie sunt desenate într-o culoare solidă și cadranele de tensiune rămase goale. Cele două planuri nodale se intersectează în axa N (neutră). Axele P și T sunt, de asemenea, deseori reprezentate grafic: împreună cu axa N, aceste trei direcții corespund, respectiv, direcțiilor principalelor tensiuni maxime, minime și intermediare de compresie asociate cutremurului. Axa P este trasată în centrul segmentului alb, axa T în centrul segmentului de culoare solidă.

Mecanism focal calculat de USGS pentru cutremurul din Oceanul Indian din 2004

Planul de eroare responsabil pentru cutremur va fi paralel cu unul dintre planurile nodale, celălalt se numește plan auxiliar. Nu este posibil să se determine în mod unic printr-un mecanism focal care dintre planurile nodale este de fapt planul de defect. Sunt necesare dovezi geologice sau geofizice suplimentare pentru a elimina această ambiguitate. Vectorul de alunecare, care este direcția de mișcare a unei părți a defectului față de cealaltă, se află pe planul defectului, la 90 de grade de axa N.

Pentru a da un exemplu, în cutremurul din Oceanul Indian din 2004 soluția tensorului momentului seismic dă două planuri nodale, unul scufundându-se spre nord-est cu o înclinație de 6 grade, celălalt scufundându-se spre sud-vest cu o înclinație de 84 de grade. În acest caz, cutremurul poate fi asociat pozitiv cu planul care scade superficial spre nord-est, deoarece aceasta este orientarea plăcii de subducție , așa cum este definită de locațiile istorice ale cutremurului și de modelele de tectonică a plăcilor . [2]

Soluțiile planului de defecțiune sunt utile pentru definirea stilului de defecțiune în volume seismogene profunde, pentru care nu există o expresie de suprafață a planului de defecțiune sau unde urmele de defecțiuni sunt acoperite de un ocean. Un exemplu frumos și simplu al unui test de succes care susține ipoteza expansiunii fundului oceanic a fost demonstrația că direcția mișcării de-a lungul defectelor de transformare a oceanului este opusă a ceea ce s-ar aștepta în interpretarea geologică clasică a deplasării crestelor oceanice. [3]

Acest lucru a fost realizat prin construirea de soluții pentru planul de defect pentru cutremurele care au avut loc în defectele oceanice, care au generat grafice de tip beachball tipice defectelor orizontale de alunecare (vezi figurile), cu un plan nodal paralel cu defectul și alunecând în direcția necesară. a mării se lărgește în raport cu lanțurile oceanice. [4] Soluțiile planului de avarie joacă, de asemenea, un rol cheie în descoperirea faptului că zonele de cutremur adânc din unele plăci de subducție sunt în compresie, în timp ce altele sunt sub tensiune. [5] [6]

Programe de calcul beachball

Există mai multe programe disponibile pentru pregătirea soluțiilor de mecanism focal (FMS). Printre acestea, BBC, o cutie de instrumente bazată pe MATLAB , este disponibilă pentru a pregăti diagrame de beachball. Acest software urmărește primele date de polaritate ale primei mișcări care sosesc la diferite stații. Compresia și dilatarea sunt separate cu ajutorul mouse-ului. O diagramă finală este generată automat. [7]

Notă

  1. ^ (EN) SA Sipkin, Determinarea rapidă a soluțiilor globale de tensor moment, în Geophysical Research Letters, vol. 21, 1994, p. 1667–1670.
  2. ^ Sibuet, JC., Rangin, C., Le Pichon, X., Singh, S., Graindorge, D., Klingelhoefer, F., Lin, JY., Malod, J., Maury, T., Schneider, JL ., Sultan, N., Umber, M., Yamuguchi, H. și echipa „Sumatra replici”. 2007. 26 decembrie 2004 marele cutremur Sumatra - Andaman: mișcări co-seismice și post-seismice în nordul Sumatrei. Scrisori ale Pământului și Științei Planetare, 263, 88-103. Arhivat la 27 mai 2008 la Internet Archive .
  3. ^ (EN) JT Wilson, O nouă clasă de defecte și influența lor asupra derivei continentale, în Nature, vol. 207, 1965, p. 343-347.
  4. ^ (EN) LR Sykes, Mecanismul cutremurelor și natura defectelor pe crestele oceanice medii, în Journal of Geophysical Research, vol. 72, 1967, p. 5-27.
  5. ^ (EN) B. Isacks și P.Molnar, Distribuția tensiunilor în litosferă descendente dintr-un sondaj global al soluțiilor de mecanism focal al cutremurelor de manta, în Review of Geophysics and Space Physics, vol. 9, 1971, p. 103-174.
  6. ^ (EN) Marius Vassiliou, subliniază în subductia plăcilor după cum a fost dezvăluit de cutremure, analizate prin inversarea tensorului momentului, pe planeta Pământ. Sci. Lit. , vol. 69, 1984, p. 195-202.
  7. ^ (EN) F. Shahzad, Dezvoltare software pentru soluția planului de avarie și harta izoseismală, M.Sc. Teză , Islamabad, Pakistan, Universitatea Quaid-i-Azam, 2006.

linkuri externe

știința Pământului Portalul Științelor Pământului : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu Științele Pământului
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Focal_Mechanism&oldid=109198037 ”