Μηχανισμοί γένεσης σεισμών

Transcript

1 Μηχανισμοί γένεσης σεισμών Μέθοδοι προσδιορισμού ρ και σύνδεσή τους με σεισμοτεκτονικά μοντέλα στον Ελληνικό χώρο. Κεφ.10 gy p g gy Σώκος Ευθύμιος Λέκτορας

2

3

4 Γεωμετρία του σεισμικού ρήγματος

5 Γεωμετρία του σεισμικού ρήγματος Διάνυσμα ολίσθησης ξ-αζιμούθιο (διεύθυνση,strike) δ-κλίση(dip) λ-γωνία ολίσθησης (rake)

6 Γεωμετρία του σεισμικού ρήγματος

7 Γεωμετρία του σεισμικού ρήγματος Κανονικό ρήγμα 0<δ<90; λ=-90 ανάστροφο ρήγμα 0<δ<90; λ=+90 οριζόντιο ρήγμα, αριστερόστροφο δ=90; λ=0 οριζόντιο ρήγμα, δξό δεξιόστροφο δ=90; λ=180

8 Γεωμετρία του σεισμικού ρήγματος Γωνία ολίσθησης Τύπος ρήγματος 90 0 ο ή 180 ο Οριζόντιας ολίσθησης 90 ο Ανάστροφο -90 ο Κανονικό -20 ο 20 ο Οριζ. ολισ. με αριστερόστροφη συνιστ. 20 ο 70 ο Πλάγιο-ανάστροφο με αριστερ.συν ο 110 ο Ανάστροφο 110 ο 160 ο Πλάγιο-ανάστροφο με δεξιοστ.συν ο 160 ο Οριζ. ολισ. με δεξιόστροφη συνιστ ο -160 ο Πλάγιο-κανονικό με δεξιοστρ.συν. -70 ο -110 ο Κανονικό -20 ο 70 ο Πλάγιο-κανονικό με αριστερ.συν. -90

9 Σχέση αξόνων τάσης και διάρρηξης

10 Μοντέλα σεισμικής πηγής

11 Μοντέλα σεισμικής πηγής Διπλό ζεύγος με ροπή

12 Μοντέλα σεισμικής πηγής

13 Μοντέλα σεισμικής πηγής P- κύματα S- κύματα

14 Μοντέλα σεισμικής πηγής

15 Ορισμός Μηχανισμός γένεσης είναι η διεύθυνση της ολίσθησης κατά την διάρκεια ενός σεισμού και ο προσανατολισμός του σεισμογόνου ρήγματος Ο μηχανισμός γένεσης εξαρτάται από το είδος των τάσεων που επιδρούν στην εστία του σεισμού. Τσελέντης 1997

16 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1.Γενικά Διαφορά πολικότητας στους σταθμούς καταγραφής για τα P κύματα. Ο Νakano (1923) προτείνει δύο μοντέλα α) ένα ζεύγος αντίθετων διατμητικών τάσεων και β) δύο κάθετα ζεύγη αντίθετων διατμητικών τάσεων Τσελέντης 1997

17 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης

18 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης

19 Η έννοια της εστιακής σφαίρας αζιμούθιο Γωνία ανάδυσης

20 P-κύματαμ επίπεδο επίπεδο

21 S-κύματα

22 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Ακτινοβολία Σεισμικών πηγών (Εστιακή Σφαίρα) A P (θ, φ ) = cos φ sin 2θ

23 Η γωνία ανάδυσης Η γωνία που σχηματίζει η σεισμική ακτίνα με την κατακόρυφο. Εξαρτάται από την ταχύτητα των p κυμάτων, το βάθος και την επικεντρική απόσταση

24 Η γωνία ανάδυσης

25 Στερεογραφική προβολή

26

27

28

29 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Προβολή στην Εστιακή Σφαίρα Ν Αζιμούθιο Εστιακή Σφαίρα Γωνία Ανάδυσης

30 Διόρθωση για γωνίες με γωνία ρ ηγ γ ςμ γ ανάδυσης >90 ο

31 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Διαδικασία Εύρεση επικέντρου Προσδιορισμός από τα σεισμογράμματα της πολικότητας (UP ή DOWN) Εύρεση της γωνίας ανάδυσης (ΑΙΝ) και του αζιμούθιου (ΑΖΜ) για κάθε σταθμό. Τοποθέτηση ητων μετρήσεων στο στερεογραφικό διάγραμμα. (Συνήθως οι συμπιέσεις (UP) αναπαριστώνται με το σύμβολο (+) και οι αραιώσεις (DOWN) με το σύμβολο (-)).

32 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Διαδικασία Οι πρώτες αποκλίσεις αναπαριστώνται με σημεία στο στερεογραφικό διάγραμμα και αντιστοιχούν στις σεισμικές ακτίνες (γραμμές) που φτάνουν στον σταθμό καταγραφής από την σεισμική εστία Διαχωρισμός των μετρήσεων χρησιμοποιώντας δύο κάθετα επίπεδα σε τομείς συμπίεσης και εφελκυσμού. Συσχέτιση με κατανομή των επικέντρων μετασεισμών, γεωλογικά στοιχεία κλπ. για την εύρεση του σεισμογόνου ρήγματος.

33 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Διαδικασία STN ΑΖΜ ΑΙΝ POL

34 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Αποτελέσματα Διεύθυνση (strike) (φ) δεξιόστροφα από το Βορρά (0 φ 360 ) Κλίση (dip) (δ) γωνία με το οριζόντιο επίπεδο (0 δ 90 ) Γωνία ολίσθησης (rake angle) (λ) η φορά της ολίσθησης πάνω στη ρηξιγενή επιφάνεια. ( -180 λ 180 ). λ= 0 ολίσθηση η στη διεύθυνση του ρήγματος λ > 0 ανάστροφο ρήγμα λ < 0 κανονικό ρήγμα

35 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Προβλήματα Σταθμοί με λάθος πολικότητα. Πθ Πιθανότερες αιτίες είναι: Λάθος στη μέτρηση ιδιαίτερα αν ο σταθμός είναι κοντά στην διεύθυνση του ρήγματος Λάθος στο μοντέλο ταχυτήτων (η γωνία ανάδυσης είναι λάθος) Το σεισμόμετρο έχει λάθος πολικότητα

36 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Προβλήματα Ανάλογα με τον διαθέσιμο αριθμό σταθμών είναι δυνατόν περισσότεροι από ένας μηχανισμοί να μπορούν να εξηγήσουν τα δεδομένα. Στην περίπτωση αυτή μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οιή ου περισσότερα ερα στοιχεία όπως π.χ.το πλάτος των P κυμάτων, το λόγο πλατών SV/P, SH/P κλπ.

37 Μηχανισμοί γένεσης από S κύματα

38 Μηχανισμοί γένεσης από κυματομορφές μ

39 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Προγράμματα FOCMEC: FPFIT: ΗASH: gov/research/software/index html HYPOELLIPSE: HYPOINVERSE:

40 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Τανυστής της Σεισμικής Ροπής (Seismic Tensor) O τανυστής της σεισμικής ροπής είναι μια γενικότερη «έννοια» για την περιγραφή «σεισμικών πηγών». d s (x,t), = M kj (ξ,t)*g ) sk,j (x,ξ,t) ) d s (x, t): μετατόπιση του εδάφους M kj : τανυστής της σεισμικής ροπής G sk,j (t): συνάρτηση Green

41 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Τανυστής της Σεισμικής Ροπής (Seismic Tensor) M xx = - M o (sinδ cosλ sin2φ + sin2δ sinλ sin 2φ ) M xy = M o (sinδ cosλ cos2φ sin2δ sinλ sin2φ ) M xz = - M o (cosδ cosλ cosφ + cos2δ sinλ sinφ ) (7) M λ λ yy = M o (sinδ cosλ sin2φ -sin2δ sinλ cos 2φ ) M yz = - M o (cosδ cosλ sinφ - cos2δ sinλ cosφ ) M zz = Mo sin2δ sinλ Όπου Μο η σεισμική ροπή φ η διεύθυνση δ η Όπου Μο η σεισμική ροπή, φ η διεύθυνση, δ η κλίση και λ η γωνία ολίσθησης του ρήγματος

42 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Τανυστής της Σεισμικής Ροπής (Seismic Tensor) έκρηξη κατάρρευση ολίσθηση συνδυασμός

43 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης 1. Τανυστής της Σεισμικής Ροπής (Seismic Tensor) Ο τανυστής της σεισμικής ροπής μπορεί να υπολογιστεί από τα σεισμογράμματα με μια διαδικασία αντιστροφής. Συνήθως ο τανυστής και κατ επέκταση ο μηχανισμός γένεσης και η σεισμική ροπή υπολογίζονται αυτόματα για σεισμούς > 5.5 σε όλο τον κόσμο. USGS HARVARD: GFZ: MEDNET:

44 Προσδιορισμός του μηχανισμού γένεσης

45

46 Σεισμοί και Τεκτονική των πλακών Κεφ.14

47 Σεισμοί και Τεκτονική των πλακών

48

49 Θεωρία Vine-Mathews Ωκεάνιες Ράχες

50 Ωκεάνιες Τάφροι Ζώνη Wadati-Benioff Η ζώνη σεισμών μεγάλου βάθους σε μια περιοχή καταβύθισης που καθορίζεται αι από τα χαρακτηριστικά ικά της πλάκας που βυθίζεται.

51 Μηχανισμοί γένεσης και σεισμοτεκτονικά περιβάλλοντα

52 Μηχανισμοί γένεσης και σεισμοτεκτονικά περιβάλλοντα

53 Σεισμοτεκτονική της Ελλάδας Κεφ.16

54 Σεισμοτεκτονική της Ελλάδας

55 Σεισμοτεκτονική της Ελλάδας Παπαζάχος κ.α.2000

56 Γεωφυσικά χαρακτηριστικά Πάχος φλοιού στο Αιγαίο ~20-34km Ηπειρωτική Ελλάδα ~40km

57 Γεωφυσικά χαρακτηριστικά Παπαζάχος, 2003

58 Γεωφυσικά χαρακτηριστικά Papazachos and Nolet 1997

59 Επιφανειακοί σεισμοί Σεισμικότητα Παπαζάχος, 2003

60 Σεισμικότητα Ενδιαμέσου βάθους

61 Papazachos et al., 2000) Σεισμικότητα

62 Papazachos et al., 2000) Σεισμικότητα

63 Μηχανισμοί γένεσης σεισμών για τον Ελληνικό χώρο Οι μηχανισμοί γένεσης παρέχουν στοιχεία για το σεισμοτεκτονικό καθεστώς μιας περιοχής. (π.χ. χ είδος διάρρηξης, διεύθυνση ρηγμάτων, κύριων αξόνων τάσης, ποσοστό παραμόρφωσης) ) Παπαζάχος 2003

64 Kiratzi and Louvari 2003

65

66

67 Μηχανισμοί γένεσης σεισμών για τον Ελληνικό χώρο Papazachos and Kiratzi 1996