Viac

7.4.11: The Pacific Northwest Seismograph Network - Geosciences

7.4.11: The Pacific Northwest Seismograph Network - Geosciences


Prehľad

Napriek tomu, že túto sieť prevádzkuje Washingtonská univerzita, je v tejto kapitole popísaná, pretože väčšina jej financovania pochádza z federálnej vlády. Seizograf z údeného papiera bol nainštalovaný v Science Hall v areáli University of Washington v roku 1906, prvý seizmograf vo Washingtone alebo Oregone. Rôzni členovia fakulty na katedre geológie prenášali informácie o zemetrasení federálnej vláde (meteorologická služba). V roku 1930 bol seizmograf spolu so zvyškom geologického oddelenia premiestnený do Johnson Hall.

V roku 1948 bol najatý fínsky seizmológ Eijo Vesanen na modernizáciu seizmografu; stále staval nový seizmograf, keď v roku 1949 došlo k zemetraseniu v Puget Sound. Vesanen sa rozhodol vrátiť do Fínska a nahradil ho Frank Neumann, nedávno penzionovaný vedúci seizmologickej pobočky pobrežia a geodetického prieskumu. Neumann uznal, že miesto Johnson Hall na ľadovcových sedimentoch je zlou náhradou za miesto na skalnom podloží, a v roku 1958 založil z univerzitných fondov podložie v Longmire v národnom parku Mount Rainier a Tumwater neďaleko Olympie.

Keď bolo prijaté národné rozhodnutie zriadiť sieť seizmografických staníc WWSSN na monitorovanie jadrových skúšok zo strany Sovietskeho zväzu, Neumann úspešne získal grant od Pobrežného a geodetického prieskumu na zriadenie stanice WWSSN v Longmire. Nová stanica začala fungovať v roku 1962, keď pracovníci Park Service zmenili záznamy a každý týždeň ich posielali na geologické oddelenie. Grant však vyžadoval, aby zodpovedný seizmológ bol držiteľom titulu Ph.D. stupeň, ktorý Neumann nemal. Norm Rasmussen s MS v geológii bol najatý ako technik, kým sa nenájde trvalá náhrada za Neumanna.

Bob Crosson prišiel v roku 1966, keď sa univerzita úspešne uchádzala o grant na rozvoj vedy od Národnej vedeckej nadácie (NSF). Seizmologická časť tohto grantu putovala do novozaloženého programu geofyziky. Financovanie bolo dostupné koncom šesťdesiatych rokov minulého storočia a Crosson začal budovať sieť, pričom na to získal ďalšie granty od NSF. Do konca roku 1970 už päť staníc elektronicky prenášalo údaje na Washingtonskú univerzitu; do konca roku 1979 bolo v západnom Washingtone dvadsaťtri staníc. Crosson v roku 1972 publikoval prvý vedecký dokument popisujúci seizmicitu západného Washingtonu na základe sieťových údajov.

Grant na rozvoj vedy NSF nemal byť trvalým zdrojom financovania siete. Potom, čo USGS prevzalo od ministerstva obchodu zodpovednosť za zemetrasenie, sa financovanie washingtonskej siete presunulo na USGS spolu s ďalšími sieťami na západe USA. Samostatná sieť USGS v jadrovej rezervácii Hanford začala lokalizovať zemetrasenia v roku 1970; v roku 1975 začala táto sieť prenášať údaje priamo na Washingtonskú univerzitu, rovnako ako jezuitská stanica na univerzite Gonzaga. Okolo Mt. Svätá Helena po jeho výbuchu v roku 1980; táto sieť bola tiež zložená do siete Washington v Seattli. Sieť východného Washingtonu a západného Washingtonu boli zlúčené v 80. rokoch minulého storočia.

V Oregone bola v Corvallis postavená seizmografická stanica v roku 1950. V roku 1962 bola nahradená stanicou WWSSN, ktorá je teraz súčasťou siete IRIS. Univerzita v Oregone založila na začiatku 90. rokov niekoľko staníc. V súčasnosti sú Oregon a Washington pokryté tichomorskou severozápadnou seizmografickou sieťou, aj keď hustota staníc vo východnom Oregone a na východe Washingtonu je nízka.


Aktualizácia: Zemetrasenie s magnitúdou 7,1 v južnej Kalifornii

Všeobecné pretrhnutie povrchu na základe mapovania poľa a satelitných údajov k 15. júlu 2019. Roztrhá sa od trendu udalosti s magnitúdou 6,4 na severovýchod až juhozápad a odtrhuje sa od trendu udalosti s magnitúdou 7,1 od severozápadu k juhovýchodu. Kruhy naznačujú, kde vedci navštívili roztrhnutie povrchu poruchy. (Kredit: USGS. Verejná doména.)

Predpoveď otrasu

Pravdepodobnosť následného veľkého zemetrasenia s časom od hlavného nárazu stále klesá. K 18. júlu je v nasledujúcom týždni šanca 1: 300 na otras magnitúdy 7 a viac, 3% šanca na otras magnitúdy 6 a viac a 29% šanca na otras magnitúdy 5. Šanca na zemetrasenie s magnitúdou 3 a vyššou je 99% v priebehu nasledujúceho týždňa. Táto predpoveď berie do úvahy správanie minulých sekvencií v podobných tektonických prostrediach a sekvenciu otrasov pozorovanú pre túto udalosť doteraz. Podrobnú predpoveď nájdete tu.

Aktualizované 12. júla. Navštíviť Stránka udalosti USGS o zemetrasení Pre viac informácií.

Vedci z USGS a ďalších organizácií pokračujú v terénnych prácach a analýzach, aby sa dozvedeli viac o sérii zemetrasení a následných otrasov sústredených v púšti južnej Kalifornie neďaleko Ridgecrestu.

Seizmické nástroje a nasadenie GPS k 11. júlu 2019. Seizmické stanice sú označené trojuholníkmi a stanice GPS sú zobrazené ako štvorce. Predbežné mapovanie povrchových prietrží z udalosti zo 4. júla s magnitúdou 6,4 je zobrazené čiernou farbou. Prietrže z udalosti z 5. júla s magnitúdou 7,1 sú zobrazené červenou farbou.(Kredit: USGS. Verejná doména.)

To zahŕňa vykonávanie leteckého a pozemného prieskumu rozsiahlej povrchovej praskliny, nasadenie dočasných seizmických a geodetických staníc na zaznamenávanie otrasov a koordináciu úsilia s vojenskými, štátnymi, miestnymi a akademickými partnermi.

Zhromaždené údaje a získané znalosti pomôžu vedcom identifikovať poruchy, ktoré boli počas zemetrasenia porušené, určiť rozsah porúch a výtlaku povrchu a lokalizovať oblasti zlyhania zeme, aby lepšie porozumeli zemetraseniu a jeho následným otrasom. Niektoré z týchto informácií nám pomáhajú spresniť národný model seizmických rizík USGS, sériu máp, ktoré odrážajú to, čo vieme o tom, kde k otrasom pravdepodobne dochádza desaťročia - informácie, ktoré sa používajú na vývoj stavebných predpisov a návrhov štruktúr tak, aby odolali očakávaným otrasom.

Nasadenia nástrojov

Od 11. júla vedci z USGS, UC Riverside a oceánografického ústavu Scripps nasadili dočasné vybavenie vrátane najmenej 14 seizmických a 13 staníc GPS a piatich uzlových polí USGS. Na účely získania informácií o tomto veľkom zemetrasení bude naďalej rozmiestňované ďalšie monitorovacie zariadenie.

Tieto lokálne inštalované prístroje poskytujú presnejšie merania malých otrasov, otrasov zeme a deformácií zeme, ako to dokážu vzdialenejšie regionálne prístroje.

Všeobecné pretrhnutie povrchu na základe mapovania poľa a satelitných údajov k 11. júlu 2019. Prietrže od udalosti s magnitúdou 6,4 sú zobrazené čierno -modro a prietrže od udalosti s magnitúdou 7,1 sú zobrazené červenou a zelenou farbou. Kruhy naznačujú, kde vedci navštívili roztrhnutie povrchu poruchy. (Kredit: USGS. Verejná doména.)

Meranie prasknutí povrchu a ofsetov chýb

Zemetrasenia boli dostatočne veľké na to, aby sa zlomenina dostala na zemský povrch. Terénne tímy v oblasti Ridgecrest a na stanici námorných leteckých zbraní China Lake dokumentujú ofsetové chyby prostredníctvom priamych meraní pomocou nástrojov od pásmových meradiel po mobilné laserové skenovanie. Ich pozorovania ukazujú, že udalosť s magnitúdou 7,1 spôsobila maximálne 6 až 10 stôp pravostranného odsadenia po asi 30 míľach prasknutia. Zriedkavo je roztrhnutie povrchu pri veľkých zemetraseniach vyjadrené ako jediné jasné prerušenie a v tomto prípade je roztržka pozdĺž časti svojej dĺžky neobvykle široko rozložená.

Mobilné laserové skenovacie nákladné auto USGS Earthquake Science Center, ktoré prevádzkujú Ben Brooks a Todd Ericksen, skenuje roztržku povrchu v blízkosti zóny maximálneho posunu povrchu zemetrasenia M7.1 Searles Valley. (Kredit: Ben Brooks, USGS. Verejná doména.)

Dopadové a predšokové výboje Čo sa stalo

Sekvencia otrasov zostáva veľmi aktívna, pretože 5. júla došlo k otrasom s magnitúdou 7,1. K 12. júlu bolo zaznamenaných viac ako 8900 otrasov vrátane:

  • viac ako 540 udalostí veľkosti 3 alebo väčších,
  • 51 magnitúda 4 alebo väčšia a
  • 5 magnitúda 5.

Toto video zobrazuje zemetrasenia niekoľko hodín pred udalosťou 6.4. S magnitúdou 4. apríla do 8. júla 2019 do poludnia. Modré bodky sú udalosti súvisiace s magnitúdou 6.4 a červené bodky sú spojené s magnitúdou 7.1 (obrázok na pozadí animácie USGS Google Earth sa používa s povolením)

12. júla o 6:11 tichomorského času došlo pri Ridgecreste k otrasom miernej magnitúdy 4,9. Takéto otrasy sú normálne a v najbližších dňoch seizmológovia očakávajú ďalšie otrasy s magnitúdou 4 a viac. Doteraz sa všetky otrasy s magnitúdou 4 a vyššie vyskytovali v pôvodnej zóne otrasov.

Predpoveď otrasov

Pravdepodobnosť následného veľkého zemetrasenia stále klesá. Počas týždňa, ktorý začína 11. júla, USGS predpovedá následný šok 1: 200 s magnitúdou 7 alebo väčším a 43% pravdepodobnosť potenciálne škodlivého následného otrasu s magnitúdou 5 alebo väčším. Šanca natoľko silných otrasov, že sa cítia blízko epicentra - magnitúda 3 a viac - je prakticky istá na viac ako 99%. V budúcom týždni sa očakáva 39 až 73 takýchto udalostí.

Pozrite si predpoveď otrasov pre podrobnosti. Táto prognóza sa bude aktualizovať podľa zmeny podmienok.

Zemetrasenia s magnitúdou 6,4 a 7,1 a ich následné otrasy. Sadzby otrasov pre udalosť s magnitúdou 7,1 s postupom času stále klesajú. Stále sú možné veľké otrasy. (Kredit: USGS. Verejná doména.)

Vzťah k geotermálnemu poľu Coso a iným závažným poruchám

Mapa zobrazujúca geotermálne pole Coso na severe. Severovýchodne výrazná chyba Garlocka (oranžová) prebieha južne od Ridgecrestu stredom mapy. V juhozápadnom rohu mapy sa zobrazuje chyba San Andreas (červená). Poruchy označené zelenými, hnedými alebo čiernymi čiarami sa považujú za menej aktívne ako tie, ktoré sú zobrazené oranžovou a červenou farbou. Mapovanie chýb je z kvartérnej databázy chýb a skladov USGS. (Kredit: USGS. Verejná doména.)

K otrasom dochádza asi v dĺžke 37 míľ a zhlukom aktivít je asi 15 míľ severozápadne od hlavného šoku-s piatimi otrasmi silnejšími ako 4. magnitúda 9. a 10. júla. Je zaujímavé, že sa zastavujú juhovýchodne od geotermálneho poľa Coso. Samotné pole Coso má veľmi malú aktivitu následného šoku. Tímy vedy pozorne sledujú pole Coso a nenašli žiadne dôkazy o magmatickej aktivite ani žiadne zmeny vo výrobe pary.

Dotrasy na južnom konci prietrže siahajú k Garlockovej poruche. K nejakému malému zemetraseniu dochádza práve v blízkosti Garlockovej poruchy alebo v jej tesnej blízkosti. Poruchové zóny, ktoré spôsobili nedávne zemetrasenia, sú zložité a nie je isté, či môžu ovplyvniť Garlock, San Andreas alebo iné regionálne poruchové systémy. USGS túto situáciu pozorne monitoruje pomocou nástrojov nainštalovaných tam, kde sa tieto poruchové systémy stretávajú.

ShakeMap - meranie účinkov zemetrasenia

The Kalifornská integrovaná seizmická sieť, sieť asi 400 vysokokvalitných senzorov pohybu zeme, umožnila USGS vytvoriť mapu regionálneho trasenia zeme krátko po udalosti s magnitúdou 7,1. Maximálne otrasy boli odhadnuté na MMI IX (násilné) v blízkosti epicentra a otrasy boli veľmi silné (MMI VII) v širšom, približne 25 míľ širokom regióne, vrátane mesta Ridgecrest (pozri mapu nižšie).

Novšia verzia s názvom Global ShakeMap tiež zahŕňa verejné pozorovania, o ktorých sa informovalo Cítili ste to? vytvoriť regionálnu mapu o niečo viac ako 3 hodiny po pôvodnom čase.

Mapa ShakeMap pre udalosť s magnitúdou 7,1 ukazuje, že otrasy v regióne sa pohybujú od mierneho po násilné. (Kredit: USGS. Verejná doména.)

Nasledujúci obsah bol 10. júla 2019 kvôli stručnosti upravený

Aktualizované 9. júla 2019

Predpoveď otrasu

Podľa aktuálna predpoveď, počas týždňa, ktorý sa začína 8. júla 2019, je menšia ako 1 % pravdepodobnosť jedného alebo viacerých otrasov, ktoré sú väčšie ako 7,1, a 8 % pravdepodobnosť následných otrasov s magnitúdou 6 alebo väčším. Menšie zemetrasenia budú pravdepodobne v priebehu budúceho týždňa s následnými otrasmi s intenzitou 55 až 120 magnitúdy 3 a viac. Zemetrasenia s magnitúdou 3 a viac sú dostatočne veľké na to, aby ste sa cítili blízko epicentra.

Aktualizované 8. júla 2019

Zemetrasenie s magnitúdou 7.1. K udalosti s magnitúdou 7,1 došlo asi 34 hodín po a asi 7 míľ severozápadne od predraženia s magnitúdou 6,4, 4. júla 2019 o 10:34 tichomorského času.

USGS získalo viac ako 40 000 „Cítili ste to?“ správy.

Počas posledných troch dní vedci z USGS a Kalifornského geologického prieskumu - s pomocou amerického námorníctva - začali skúmať a mapovať povrchové prietrže a kompenzovať prvky, ktoré boli dôsledkom zemetrasenia. Výsledky týchto vyšetrovaní budú zverejnené v najbližších týždňoch.

Aktualizované 6. júla 2019

Vedci a posádky USGS pokračujú nepretržite v práci na poli, mapujú zasiahnuté oblasti a monitorujú ďalšie otrasy, aby boli verejnosť informovaní.

USGS zrevidoval upozornenie na ekonomické straty na žlté, čo znamená, že je možné poškodenie a vplyv by mal byť relatívne lokalizovaný. USGS odhaduje, že ekonomické straty presiahnu 10 miliónov dolárov, pričom je 30 % pravdepodobnosť, že straty presiahnu 100 miliónov dolárov. Minulé udalosti s touto úrovňou výstrahy si vyžiadali reakciu na miestnej alebo regionálnej úrovni.

Výstraha zostáva zelená, pokiaľ ide o úmrtia súvisiace s trasením.

Miesta hlavného šoku a následného šoku krátko po udalosti s magnitúdou 7,1, ktoré vykazujú výrazný vzor „T“ vytvorený dvoma kolmými poruchovými zónami. Udalosť s magnitúdou 6,4 praskla pozdĺž trendovej poruchy SV-JZ a následná udalosť s magnitúdou 7,1 sa zlomila podľa trendovej poruchy SZ-JV (Verejná doména USGS).

Predpoveď otrasov

Podľa aktuálnej predpovede je v týždni začínajúcom 6. júla 2019 2 % pravdepodobnosť jedného alebo viacerých otrasov, ktoré sú väčšie ako magnitúda 7.1. Menšie zemetrasenia budú pravdepodobne v priebehu budúceho týždňa s následnými otrasmi s magnitúdou 220 až 330 a väčšou. Zemetrasenia s magnitúdou 3 a viac sú dostatočne veľké na to, aby ste sa cítili blízko epicentra. Počet otrasov časom opadne, ale veľký otras môže tieto čísla opäť dočasne zvýšiť.

Nikto nemôže predpovedať presný čas ani miesto akéhokoľvek zemetrasenia, vrátane otrasov. Predpovede zemetrasenia USGS pomáhajú pochopiť šance na ďalšie zemetrasenia v danom časovom období v postihnutej oblasti. USGS vypočítava túto predpoveď zemetrasenia pomocou štatistickej analýzy založenej na minulých zemetraseniach.

Predpoveď sa v priebehu času mení v dôsledku poklesu frekvencie následných otrasov, väčších otrasov, ktoré môžu vyvolať ďalšie zemetrasenia, a zmien v modelovaní predpovedí na základe údajov zhromaždených pre túto sekvenciu zemetrasení.

Mapa zobrazujúca počiatočné umiestnenie výstrahy (červené „+“ na zelenom symbole), štyri stanice, ktoré nahlásili počiatočné upozornenie (zelené kruhy), a umiestnenie siete USGS (žltý kruh). Červený kruh je predná strana otriasajúca sa S v čase výstrahy. Biele kruhy sú približné časy trepania S v 15-sekundových intervaloch od epicentra ANSS. Modré trojuholníky sú seizmické stanice (Verejná doména USGS).

Aktualizácia ShakeAlert

Na zemetrasenie s magnitúdou 7,1 vydal systém ShakeAlert výstrahu 8,00 sekundy po pôvodnom čase. Prvá vydaná výstraha odhadovala magnitúdu na 5,5. Do 14 sekúnd systém zvýšil svoju odhadovanú magnitúdu na 6,3. USGS vyšetruje, prečo ShakeAlert podcenil konečnú veľkosť o 0,8 jednotky.

Systém ShakeAlert pôvodne odhadoval polohu na 1,6 míle od ANSS konečné umiestnenie, a toto meranie sa výrazne nezmenilo. Zemetrasenie pôvodne detegovali štyri stanice, pričom k konečnej výstrahe 40 sekúnd po detekcii prispelo 226 staníc.

Aplikácia ShakeAlertLA nebola aktivovaná, pretože, rovnako ako pri predchádzajúcom zemetrasení s magnitúdou 6,4, ShakeAlert neodhalila žiadne škody v okrese Los Angeles, oblasti pokrytej aplikáciou. ShakeAlertLA je v súčasnosti nakonfigurovaný na odosielanie upozornení na zemetrasenia s magnitúdou 5,0 alebo vyššou, ak sa v okrese Los Angeles očakáva potenciálne poškodenie otrasom (MMI IV+).

ShakeAlertLA je prvým národným testom dodávania ShakeAlerts generovaných USGS veľkej populácii pomocou mestskej aplikácie pre mobilné telefóny. USGS generuje výstrahy, ale doručenie bude prebiehať inými verejnými a súkromnými prostriedkami - ako je internet, rádio, televízia a mobilné služby - vrátane aplikácie ShakeAlertLA mesta Los Angeles. Mesto Los Angeles je významným partnerom USGS pri vývoji systému ShakeAlert v južnej Kalifornii.

Kalifornská štátna cesta 178 juhozápadne od Trony po zemetrasení s magnitúdou 7,1. Táto cesta je teraz uzavretá z dôvodu opravy. (Kredit: Ben Brooks, USGS. Verejná doména.)

Vedci z USGS a ďalších organizácií sú na mieste a pracujú na tom, aby sa dozvedeli viac o povrchových trhlinách. Posúdenie zahŕňa prehľadanie postihnutej oblasti kvôli poruchám, vrátane posunov na cestách alebo obrubníkoch, skreslenia potrubí a poškodenia štruktúr.

Tento výskum pomôže vedcom porozumieť zemetraseniam, ktoré poruchy počas zemetrasenia prerušili, a rozsahu porúch a výtlaku povrchu.

"Máme málo veľkých zemetrasení a z každého sa niečo naučíme," povedal Keith Knudsen, zástupca riaditeľa Centra vedy o zemetrasení USGS. "Udalosti, ako sú tieto, sú dôležitou príležitosťou na dokumentovanie toho, čo sa deje a čo by sa potenciálne mohlo stať v budúcnosti."

Terénne mapovanie a seizmologické práce budú pokračovať niekoľko týždňov až mesiacov, pretože vedci analyzujú zozbierané údaje.

Publikované 6. júla 2019

Zemetrasenie s magnitúdou 7,1 zasiahlo južnú Kaliforniu 5. júla 2019 o 20:20. miestneho času (6. júla o 03:20 UTC). Udalosť sa odohrala neďaleko zemetrasenia s magnitúdou 6,4, 4. júla 2019.

USGS vydal červené upozornenie na ekonomické straty, čo znamená, že sú pravdepodobné rozsiahle škody a katastrofa je pravdepodobne rozsiahla. Odhadované ekonomické straty sú najmenej 1 miliarda dolárov, menej ako 1 % HDP USA. Minulé udalosti s touto úrovňou výstrahy si vyžadovali reakciu na národnej alebo medzinárodnej úrovni.

Mapa zobrazuje minulé zemetrasenia a epicentrum zemetrasenia s magnitúdou 7.1., 5. júla 2019, v južnej Kalifornii (USGS Verejná doména).

Existuje zelené upozornenie na úmrtia súvisiace s trasením s nízkou pravdepodobnosťou obetí. Najbližším veľkým populačným centrom je Ridgecrest s 28 000 obyvateľmi. Bolo tam hlásené silné až veľmi silné chvenie a poškodenie.

Otrasy zo zemetrasenia pocítili milióny ľudí v celom regióne, vrátane väčších oblastí Los Angeles a Las Vegas. Navštíviť Stránka udalosti USGS Pre viac informácií.

Ak ste pocítili toto zemetrasenie, podeľte sa o svoje skúsenosti s „USGS Cítili ste to?“ webové stránky pre túto udalosť.

USGS prevádzkuje 24/7 Národné informačné centrum o zemetrasení v Colorade, o ktorom je možné získať ďalšie informácie na čísle 303-273-8500.


Život na aktívnej Zemi: Perspektívy vedy o zemetrasení (2003)

N.Kedysi dávno seizmológovia pracovali v miestnostiach plných bicích rekordérov a veľkých stolov na ručné meranie seizmogramov. Teraz používajú digitálne monitorovacie systémy, ktoré integrujú vysokovýkonné seizmometre, komunikáciu v reálnom čase a automatické spracovanie, aby poskytovali vysokokvalitné informácie o seizmickej aktivite takmer v reálnom čase. Geodeti nahradili teodolit a vodováhu vesmírnym polohovaním a deformačným zobrazovaním, ktoré dokáže presne a nepretržite mapovať pohyby kôry, a môžu loviť pomalé, tiché zemetrasenia pomocou sústav citlivých a stabilných tenzometrov. Geológovia sa naučili dešifrovať jemné črty skalného záznamu, ktoré označujú prehistorické zemetrasenia, a môžu tieto udalosti datovať dostatočne presne na to, aby zrekonštruovali časopriestorové správanie celých poruchových systémov. Laboratórni a terénni vedci, ktorí skúmajú mikroskopické procesy deformácie hornín, teraz formulujú a kalibrujú zákony škálovania, ktoré súvisia s ich redukcionistickým prístupom k nelineárnej dynamike makroskopického chybovania na skutočnej Zemi.

V každej z týchto štyroch oblastí & mdashseismologie, geodézie, geológie a mechaniky hornín & mdashkey boli v poslednom desaťročí urobené technologické inovácie a koncepčné objavy. Globálna seizmická sieť (GSN), zahájená založením založenej Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS) sponzorovanej Národnou vedeckou nadáciou (NSF) v roku 1984, dosahuje svoj dizajnový cieľ 128 širokopásmových staníc s vysokým dynamickým dosahom (ako z decembra 2001 bolo nainštalovaných 126 staníc a 122 bolo v prevádzke). Prvá nepretržite zaznamenávajúca sieť staníc Global Positioning System (GPS) na meranie tektonickej deformácie

bol nainštalovaný v Japonsku v roku 1988 Národným výskumným ústavom pre vedu o Zemi a prevenciu katastrof (1) a prvý obraz zlyhania zemetrasenia pomocou interferometrického radaru so syntetickou apertúrou (InSAR) bol zostrojený v roku 1992. Paleoseizmológovia vytvorili predbežnú 1000-ročnú históriu veľkých ruptúr na San Andreasovej poruche v roku 1995 a objavili magnitúdu prehistorického momentu (M) 9. zemetrasenie v subdukčnej zóne Cascadia v roku 1996. Prvé trojrozmerné simulácie dynamických prietrží pomocou laboratórnych, na rýchlosti a na stave závislých trecích rovníc boli spustené v roku 1996.

Bezprecedentný tok nových informácií otvorených týmito pokrokmi stimuluje výskum na mnohých frontoch, od dynamiky poruchového systému a predpovedí zemetrasení po modelovanie vlnových polí a predikciu silných pohybov zeme. Táto kapitola sumarizuje súčasný stav v hlavných pozorovacích disciplínach, zameriava sa na nové technológie na pozorovanie aktívnej Zeme a prostredníctvom niekoľkých príkladov zdôrazňuje bohatstvo súborov údajov, ktoré sú teraz k dispozícii pre základný a aplikovaný výskum.

4.1 SEISMOLÓGIA

Seizmológia je jadrom vedy o zemetrasení, pretože jej hlavným záujmom je meranie a fyzikálny popis otrasov zeme. Ústredným problémom seizmológie je predikcia pohybov zeme na základe znalosti generovania seizmických vĺn poruchami (zdroj zemetrasenia) a elastického média, ktorým sa vlny šíria (štruktúra Zeme). Aby bolo možné vykonať tento výpočet (problém dopredu), je potrebné extrahovať informácie zo seizmogramov, aby sa vyriešili dva spojené inverzné problémy: zobrazenie zdroja zemetrasenia, ako ho reprezentuje jeho časopriestorová história porúch, a zobrazenie štruktúry Zeme, ako je znázornené tromi- rozmerové modely rýchlosti seizmických vĺn a parametrov útlmu. Pretože seizmické signály je možné zaznamenávať v takom širokom rozsahu frekvencií, a to až sedem desaťročí (2) & mdashseizmické signály je možné použiť na pozorovanie procesov zemetrasenia v časovom meradle od milisekúnd do takmer hodiny a poskytujú informácie o elastickej štruktúre v rozmeroch od centimetrov do veľkosti samotnej Zeme.

Seizmometria

Seizmické vlny pokrývajú široký rozsah amplitúdy, ako aj frekvencie. Pohyby zeme v blízkosti veľkého zemetrasenia môžu mať rýchlosti väčšie ako 1 meter za sekundu a zrýchlenia presahujúce gravitačný ťah (1g = 9,8 m/s 2). Dolná hranica seizmickej detekcie je typicky o osem rádov menšia, stanovená úrovňou okolitej zeme

hluk (3). Zatiaľ nebol vyvinutý jediný senzor, ktorý by dokázal verne zaznamenať násilné výtlaky blízko zemetrasenia a stále by bol schopný detekovať malé udalosti pri hladine hluku v pozadí. Z tohto dôvodu boli prístroje historicky rozdelené na seizmometre so slabým a silným pohybom. Prvé z nich boli hlavnými senzormi pre štúdium štruktúry Zeme a vzdialených zemetrasení seizmológmi (4), pričom títo poskytli inžinierom zemetrasenia hlavné seizmologické údaje. Technológia túto medzeru zaceľuje. Moderné systémy spätnej väzby od sily (5) dokáže verne zaznamenať pohyby zeme od najnižšieho okolitého hluku v tichých lokalitách po najväčšie zemetrasenia na teleseizmických vzdialenostiach a dosiahnuť šírku pásma, ktorá siaha od voľných kmitov s periódami desiatok minút až po vlny tela s periódami desatín sekúnd (obrázok 4.1).

Seizmické monitorovacie systémy

Seizmické monitorovacie systémy pozostávajú z troch základných prvkov: sieť seizmometrov, ktoré prevádzajú pozemné vibrácie na elektrické signály, komunikačné zariadenia, ktoré zaznamenávajú a prenášajú signály zo staníc do centrálneho zariadenia, a analytické postupy, ktoré kombinujú signály z mnohých staníc na identifikáciu udalosti a odhadnúť jeho polohu, veľkosť a ďalšie charakteristiky. Monitorovacie systémy sú zariadenia na viacnásobné použitie, ktoré poskytujú operatívnym agentúram informácie o zemetraseniach a jadrových výbuchoch takmer v reálnom čase a fungujú aj ako základné mechanizmy zhromažďovania údajov pre dlhodobý výskum a vzdelávanie. Pri súčasnej technológii je potrebné nasadiť seizmické siete rôznych typov a priestorových mierok na registráciu seizmicity Zeme a rsquos v celom jej geografickom a magnitúdovom rozsahu (tabuľka 4.1, obrázok 4.2). Pretože sa toto pokrytie obvykle prekrýva, monitorovacie systémy môžu byť efektívne organizované do vnorených štruktúr.

Globálne seizmické siete Najmodernejšie seizmické stanice pre globálne seizmické siete obsahujú trojzložkové snímače s vysokou dynamikou

TABUĽKA 4.1 Stupnice seizmického monitorovania

a Veľkosť najmenšej udalosti s vysokou pravdepodobnosťou detekcie pozri príklady na obrázku 4.2.

OBRÁZOK 4.1 Graf amplitúdy zrýchlenia voči frekvencii, ktorý ukazuje efektívnu šírku pásma a dynamický rozsah pre súčasné širokopásmové, vysokofrekvenčné a nízkoziskové (silno pohybové) digitálne seizmometre, ako aj pre staršie krátkodobé a dlhodobé analógové seizmometre svetovej štandardizovanej seizmografickej siete. Širokopásmové nástroje sú schopné verne zaznamenávať pohyby zeme od okolitého hluku na tichých miestach (čiara označená nízky hluk Zeme) na maximálne zrýchlenia generované zemetrasením M 9,5 v epicentrálnej vzdialenosti 3 000 kilometrov (horná línia hviezd). Seizometre s nízkym ziskom sú potrebné na zaznamenávanie zrýchlení zeme v zónach poškodenia veľkých zemetrasení, ktoré môžu presiahnuť 1ga vysokofrekvenčné seizmometre sú potrebné na dobu kratšiu ako asi 0,1 sekundy. ZDROJ: R. Butler, IRIS.

OBRÁZOK 4.2 Počet zemetrasení za rok vyšší ako špecifikovaná veľkosť zaznamenaná tromi sieťami typov opísaných v tabuľke 4.1. Plná čiara ukazuje seizmicitu celej Zeme z globálnej siete seizmických staníc katalogizovaných Medzinárodným seizmologickým centrom počas desaťročia 1990-1999. Prerušovaná čiara je pre udalosti v južnej Kalifornii v rovnakom intervale zaznamenanom seizmickou sieťou južnej Kalifornie. Prerušovaná čiara je pre seizmicitu indukovanú ťažbou zaznamenanú v rokoch 1997-1999 miestnou sieťou v zlatej bani Elandrands v Južnej Afrike. Šípky ukazujú približné prahy detekcie pre tri siete, pod ktorými je vzorkovanie seizmicity neúplné. Všetky magnitúdy sú momentové magnitúdy. ZDROJ: M. Boettcher, E. Richardson a T.H. Jordan, University of Southern California.

dosah (až 140 decibelov) a širokopásmová odozva (0,0001 & ndash10 hertz). Od roku 1984 bolo na celom svete nainštalovaných viac ako 300 takýchto staníc ako prvkov globálnych a regionálnych sietí (obrázok 4.3). Takmer polovica týchto staníc je súčasťou GSN, ktorá bola postavená a prevádzkovaná na základe dohody o spolupráci medzi americkým geologickým prieskumom (USGS) a IRIS (6). GSN je koordinovaná s inými medzinárodnými sieťami prostredníctvom Federácie digitálnych seizmografických sietí (FDSN) a údaje sú archivované a sprístupnené

OBRÁZOK 4.3 Súčasná globálna distribúcia širokopásmových vysokovýkonných seizmických staníc. Globálna seizmická sieť je súčasťou Federácie digitálnych seizmografických sietí (FDSN). ZDROJ: IRIS-FDSN.

on-line prostredníctvom centra IRIS Data Management Center (DMC) v Seattli, Washington (7). Niektoré stanice stále zaznamenávajú na miestne magnetické alebo optické médiá, ktoré sa pravidelne odosielajú do DMC, ale používa sa priama telemetria, pretože komunikácia so vzdialenými lokalitami je lacnejšia. Na mnohých miestach s telefónnym prístupom je možné údaje získať prostredníctvom telefonického pripojenia alebo internetového pripojenia (108 staníc v roku 2001). Cieľom piatich rokov je mať všetky stanice neustále online. Dosiahnutie tohto cieľa, najmä na vzdialených miestach, bude čiastočne závisieť od nákladov na satelitnú komunikáciu.

Údaje GSN získané za posledných 15 rokov uľahčili mnohé pokroky v štúdiu globálnej štruktúry Zeme a zdrojov zemetrasenia. Seizmická tomografia poskytla dramatické obrazy subdukujúcich dosiek, oblakovitých zvrškov a ďalších vlastností plášťového konvekčného toku zodpovedného za doskovo-tektonické pohyby (obrázok 4.4). Údaje GSN tiež zlepšili doskovo-tektonický rámec pre pochopenie nebezpečenstva zemetrasenia prostredníctvom lepších umiestnení zemetrasenia a riešení tenzora momentového (CMT) (obrázok 4.5). Seizmológovia použili širokopásmové vlnové priebehy na objasnenie podrobností procesov roztrhnutia počas veľkých zemetrasení z rôznych tektonických prostredí, čím vrhli nové svetlo na geologické a dynamické faktory, ktoré riadia konfiguráciu seizmogénnych zón a spôsob, akým sa zemetrasenia začínajú a zastavujú.

Tieto úspechy nijako neznížili potrebu nepretržitého monitorovania. Objavy založené na údajoch, ktoré teraz zbiera GSN, budú nepochybne pokračovať do neurčitej budúcnosti. Na hraniciach rýchlo sa kĺzajúcich dosiek sa opakujú veľké zemetrasenia v intervaloch od desaťročí do storočí, zatiaľ čo časy recidív pre významné udalosti súvisiace s vnútornou doskou sa môžu predĺžiť na mnoho tisícročí. Údaje GSN tak budú s každým ďalším rokom pridávať nové informácie k vyvíjajúcemu sa vzoru globálnej seizmicity priamym pozorovaním veľkých, zriedkavých udalostí a vymedzením nízkoúrovňovej seizmicity, ktorá môže znamenať prípadný výskyt takýchto udalostí. Zahustenie seizmických zdrojov v priebehu času zlepší aj tomografické mapovanie znakov v kôre a plášti, ktoré riadia seizmicitu, a môže naznačovať sily spôsobujúce litosférické chyby.

Globálne seizmologické monitorovanie by bolo možné ďalej zlepšiť zvýšením priestorového rozlíšenia na pevnine s trvalým a dočasným nasadením seizmometrov, rozšírením pokrytia globálnych sietí na dno oceánu a modernizáciou súčasných sietí, keď budú k dispozícii nové technológie. Udržateľné financovanie globálnych sietí však bude predstavovať neustálu výzvu. Z hľadiska anualizovaných výdavkov sa predpokladá, že prevádzka a údržba GSN bude porovnateľná s jej počiatočnou kapitalizáciou. Podľa súčasných dohôd USGS zdieľa časť nákladov na operácie GSN s NSF. Stabilná podpora GSN od federálnej agentúry, ktorá zahŕňa misiu globálneho seizmického monitorovania, je zásadná pre dlhodobé zdravie vedy o zemetrasení.

OBRÁZOK 4.4 Hĺbkový prierez znázorňujúci africký oblak videný v štyroch nedávnych globálnych tomografických modeloch S rýchlosť: SAW23B16 (Megnin a Romanowicz, 2000), SB4L18 (Masters a kol., 1999), S362D1 (Gu a kol., 2001) a S20RTS (Ritsema a kol., 1999). Napriek tomu, že sa modely v detailoch líšia, zhodujú sa v širokých charakteristikách tohto významného upgradu. ZDROJ: Y.J. Gu, A.M. Dziewonski, W.-J. Su a G. Ekstr & oumlm, Modely šmykovej rýchlosti plášťa a diskontinuity vo vzorci laterálnych heterogenít, J. Geophys. Res., 106, 11,169-11,199, 2001 G. Masters, H. Bolton a G. Laske, Spoločná seizmická tomografia pre rýchlosti P a S: Ako všadeprítomné sú chemické anomálie v plášti? Eos, Trans. Am. Geophys. Únie, 80, S14, 1999 C. Megnin a B. Romanowicz, 3D štruktúra šmykovej rýchlosti plášťa od inverzie tvarov vlny tela, povrchu a vyššieho režimu, Geophys. J. Int.,143, 709-728, 2000 J. Ritsema, H. van Heijst a J. Woodhouse, komplexná štruktúra rýchlosti šmykových vĺn zobrazená pod Afrikou a Islandom, Veda, 286, 1925-1928, 1999. ZDROJ: B. Romanowicz a Y. Gung, Kalifornská univerzita, Berkeley.

OBRAZ 4.5 25 rokov riešení CMT (1976-2000) pre región obklopujúci Afriku. Dostupnosť širokopásmových údajov umožnila popísať globálnu seizmicitu nielen z hľadiska polohy a veľkosti, ale aj z hľadiska mechanizmu poruchy, čo výrazne zlepšilo náš pohľad na aktívnu tektoniku. ZDROJ: Harvardská skupina CMT.

Regionálne seizmické siete Vzhľadom na svoje riedke pokrytie staníc robia globálne siete zlú prácu pri zisťovaní a lokalizácii udalostí s veľkosťou menšou ako asi 4,5 (obrázok 4.2) a ich vzorkovanie je príliš hrubé na skúmanie toho, ako vlny vznikajú pri prasknutiach porúch, najmä pri takmer poruchách. žiarenie, ktoré generuje komplexné vzorce silných pohybov zeme pozorovaných pri veľkých zemetraseniach. Na riešenie týchto problémov seizmológovia zhustili staničné polia v oblastiach s vysokou (alebo inak zaujímavou) seizmicitou. Regionálne siete sú zbierky seizmografických staníc rozmiestnených na desiatky až stovky kilometrov, spravidla ako trvalé zariadenia. Informácie poskytované regionálnymi sieťami poskytujú služby trom prekrývajúcim sa, ale odlišným komunitám: (1) vedci a inžinieri

zaoberajúci sa základným a aplikovaným výskumom (2) inžinieri, verejní činitelia a ďalší činitelia s rozhodovacou právomocou poverení riadením rizika zemetrasenia a reakcie na núdzové situácie a (3) predstavitelia verejnej bezpečnosti, spravodajské médiá a široká verejnosť. Keďže informačné technológie transformovali regionálne siete na integrované monitorovacie systémy, stali sa z nich centrá pre vzdelávanie širokej verejnosti o nebezpečenstvách zemetrasenia a tiež kľúčové zariadenia pre odbornú prípravu postgraduálnych študentov v seizmológii (8).

Krátkodobé nástroje s vysokým ziskom historicky používané v regionálnych sieťach (9) priniesli vzorce seizmicity do oveľa jasnejšieho zamerania (obrázok 4.6), ale dynamický rozsah týchto nástrojov bol príliš nízky na to, aby poskytol užitočné záznamy o veľkých regionálnych udalostiach. V poslednom desaťročí nasadenie širokopásmových seizmometrov s vysokým dynamickým rozsahom začalo transformovať regionálne siete na oveľa výkonnejšie nástroje na skúmanie základnej fyziky zdroja zemetrasenia, podrobnej štruktúry kôry Zeme a rsquosu a hlbokého interiéru a vzory potenciálne deštruktívnych pohybov zeme. Na základe týchto údajov môžu seizmológovia teraz mapovať vzorce sklzu počas zemetrasení pomocou seizmickej tomografie, rovnako ako mapujú štruktúru Zeme. Obrázky prasklín porúch počas novších zemetrasení v oblastiach Los Angeles, San Francisco a Seattle boli zachytené vysokovýkonnými sieťami (obrázok 4.7).

Dlhodobé financovanie je pre regionálnych sieťových operátorov pretrvávajúcim problémom a nové investície do zariadení sú veľmi potrebné (10). V USA zaostáva najmä implementácia nových širokopásmových technológií v regionálnom monitorovaní, najmä v porovnaní s investíciami iných vysoko rizikových krajín, ako je Japonsko (rámček 4.1) a Taiwan. Dve výnimky sú Berkeley Digital Seismic Network v severnej Kalifornii a Caltech & rsquos TERRAscope Network v južnej Kalifornii. Oba sú vybavené kombináciou trojzložkových širokopásmových seizmometrov a trojzložkových akcelerometrov so silným pohybom, majú procesory digitálnych staníc a napájajú kontinuálne dátové toky prostredníctvom telemetrie v reálnom čase do centrálnych miest spracovania. Napriek tomu, že sa tieto siete vyvíjali nezávisle, prebieha veľké úsilie s určitou podporou štátu Kalifornia o modernizáciu infraštruktúry monitorovania zemetrasení v celom regióne integráciou regionálnych sietí do monitorovania kalifornskej integrovanej seizmickej siete v USA.

Lokálne siete Siete boli nasadené so seizometrom rozloženým na niekoľko desiatok kilometrov alebo menej na špecializované účely, ako je seizmické monitorovanie kritických zariadení (napr. Priehrady a jadrové elektrárne) alebo lokalizované zdrojové zóny (napríklad sopky alebo geotermálne nádrže). Miestne siete sú dôležitými nástrojmi pre štúdium laboratórií prírodného zemetrasenia, ako sú hlbinné bane. Digitálne polia veľmi

OBRÁZOK 4.6 Zvislé prierezy zemetrasení nachádzajúce sa v 30-kilometrovom úseku zlomu San Andreas. Kruhy sú odhadom veľkosti udalosti. a) Miesta zemetrasení od mája 1984 do decembra 1997 uvedené v katalógu seizmickej siete v severnej Kalifornii. b) Premiestnené zemetrasenia vykazujú lineárny, takmer horizontálny vzorec seizmicity. ZDROJ: A.M. Rubin, D. Gillard a J.-L. Dostali ste sa pruhy mikro -zemetrasení pozdĺž plazivých chýb, Príroda, 400, 635-641, 1999. Vytlačené so súhlasom prírody Copyright 1999 Macmillan Publishers Ltd.

v hlbokých baniach v Kanade, Poľsku a Južnej Afrike boli nasadené vysokofrekvenčné snímače na monitorovanie otrasov mín a výbuchov hornín spôsobených ťažobnou činnosťou (11) a poskytli jedinečné podrobné pozorovania zemetrasení veľkých ako M 5 a v hĺbkach až 4 kilometre. Nedávny výskum ukázal, že v hlbokých zlatých baniach v Južnej Afrike sa otrasy baní spôsobili sklzom pri poruchách riadeným trením.

OBRÁZOK 4.7 Porovnanie máp poruchových listov pre zemetrasenie v meste Northridge v roku 1994 odvodené z rôznych metód. a) Inverzia regionálnych údajov o širokopásmových vzdialenostiach (Dreger, 1997). (b) Inverzia funkcií rýchlosti seizmického momentu odvodená z empirickej dekonvolucie Green & rsquos funkcie (Dreger, 1994). (c) Inverzia lokálnych údajov o silnom pohybe, teleseizmických krivkách a geodetických a nivelačných údajoch (Wald et al., 1996). (d) Inverzia samotných silných pohybových dát (Zeng a Anderson, 1996). Každá mapa má rovnaké mierky a biela hviezda identifikuje hypocentrum. ZDROJ: D.Dreger, Empirical Green & rsquos Funkčná štúdia zo 17. januára 1994, zemetrasenie v Northridge, Kalifornia, Geophys. Res. Lett., 21, 2633-2636, 1994 D. Dreger, Veľké otrasy zemetrasenia v Northridge a ich vzťah k sklzu hlavného prúdu a zložitosti zlomovej zóny, Býk. Seis. Soc. Am., 87, 1259-1266, 1997 D.J. Wald, T.H. Heaton a K.W. Hudnut, História sklzov zemetrasenia v meste Northridge v Kalifornii v roku 1994 určená na základe údajov o silnom pohybe, teleseizme, GPS a nivelačných údajoch, Býk. Seis. Soc. Am., 86, S49-S70, 1996 Y. Zeng a J.G. Anderson, Kompozitný zdrojový model zemetrasenia v Northridge v roku 1994 pomocou genetického algoritmu, Býk. Seis. Soc. Am., 86, 71-83, 1996. ZDROJ: D. Dreger, Kalifornská univerzita, Berkeley.

RÁMČEK 4.1 Seizmická infraštruktúra v Japonsku

Japonsko je v popredí seizmického monitorovania od roku 1970, kedy sa začalo inštrumentálne pozorovanie zemetrasení. Japonská meteorologická agentúra (JMA) prevádzkuje národnú sieť, ktorá poskytuje základné údaje pre štúdium zdrojov zemetrasenia a seizmotektoniky na japonských ostrovoch. 1 Univerzitu a ďalšie inštitúcie, ako napríklad Národný výskumný ústav pre vedu o Zemi a predchádzanie katastrofám Agentúry pre vedu a technológiu, prevádzkuje niekoľko miestnych sietí, predovšetkým na výskum mikroseizmicity a predikcie zemetrasení. Dátové centrum predpovedí zemetrasenia z Inštitútu pre výskum zemetrasení na Tokijskej univerzite prijíma údaje o hypocentre a čase príchodu od členských univerzít a zostavuje ich do dvoch databáz, jednej na analýzu v reálnom čase a revidovanej na archívne účely. V súčasnosti je v prevádzke viac ako 700 staníc, čo umožňuje detekciu a lokalizáciu všetkých zemetrasení na M & gt 2 takmer kdekoľvek v krajine.

Charakteristickou črtou monitorovania zemetrasení v Japonsku je systematický zber pozorovaní intenzity seizmického otrasenia, tradícia, ktorá siaha až do roku 1884. Intenzity boli odhadované pozorovateľmi v službe na meteorologických staniciach už mnoho rokov, ale tento postup mal niekoľko problémov: pozorovania boli príliš subjektívne a nekonzistentne hlásené, často nesúhlasili s pozemnými pohybmi uvádzanými verejnosťou a neboli vhodné na rýchle šírenie. Neadekvátnosti tohto systému boli objasnené počas zemetrasenia v meste Hyogo-ken Nanbu v roku 1995 (pozri rámček 2.4). Po tejto katastrofe bola stupnica intenzity používaná v Japonsku zrevidovaná a predefinovaná na základe inštrumentálnych meraní, 2 a vhodné silnohybné nástroje boli rozmiestnené na 600 miestach s rozstupom približne 20 kilometrov. Vysoká hustota tohto nového národného systému poskytuje adekvátny odber vzoriek rýchlych geografických variácií pohybov zeme, ktoré sa typicky pozorujú pri veľkých zemetraseniach. Ihneď po udalosti prístroje automaticky odosielajú parametrické údaje do centrálneho počítača, ktorý ich kombinuje a rýchlo vytvára mapy intenzity seizmického chvenia. Niekoľko krajov, miest a súkromných organizácií tiež nasadzuje sústavy digitálnych prístrojov so silným pohybom pri poslednom sčítaní, viac ako 1 000 takýchto nástrojov bolo prepojených s centrálnymi miestami pomocou telemetrie v reálnom čase.

Za posledných niekoľko rokov sa japonská iniciatíva zamerala na zavedenie hustej siete najmodernejších širokopásmových nástrojov s vysokým dynamickým rozsahom na účely výskumu procesov zdrojov zemetrasenia a globálnej štruktúry Zeme. Iniciatíva Ocean Hemisphere Project (OHP), ktorá začala ako neoficiálna spolupráca medzi niekoľkými univerzitnými skupinami, bola oficiálne otvorená v roku 1997. OHP obsahuje ustanovenia o pozorovaní seizmického, gravitačného a geomagnetizmu. Cieľom je nasadiť stanice na dne oceánu a pozemné prístroje nielen v Japonsku, ale v spolupráci so susednými krajinami v celom západnom Pacifiku.

Informácie o japonských seizmických sieťach zhrnuli M. Ohtake a Y. Ishikawa, Seizmické pozorovacie siete v Japonsku, J. Phys. Zem, 43, 563-584, 1995. Dodatočný materiál pre tento box pochádza z Správa o vyšetrovaní systému seizmického pozorovania a šírenia seizmických informácií v tichomorských krajinách, Japan Meteorological Agency, Tokio, 80 s., 1997 (s láskavým dovolením Dr. Kohichi Uhira).

Japonská meteorologická agentúra, Poznámka k seizmickej intenzite JMA, Správa JMA, Gyosei, 1996.

majú nižšiu hranicu blízko M 0, v súlade s minimálnou veľkosťou nukleácie zemetrasení naznačenou laboratórnymi údajmi (12).

USGS a ďalšie inštitúcie udržiavajú špeciálne sústavy povrchových a vrtných prístrojov na poruchu San Andreas v Parkfielde v Kalifornii ako súčasť dlhodobého multidisciplinárneho programu na štúdium procesov zemetrasenia pri prechode medzi plazivými a uzamknutými časťami chyba (13) (Obrázok 2.15). Špeciálne polia prístrojového vybavenia povrchov a vrtov poskytli pohľad na seizmogénne procesy v mierkach oveľa menších ako typické seizmologické výskumy (obrázok 4.6). Napríklad výsledky štúdií mikroearthquake a Vibroseis s riadeným zdrojom s použitím údajov zo seizmickej siete s vysokým rozlíšením poskytujú obraz o poruchovej zóne, ktorá je v štruktúre seizmickej rýchlosti vysoko heterogénna (14), v distribúcii a priestorovom zoskupení mikro zemetrasení (15) (Obrázok 4.6) a pri vytváraní seizmických vĺn zachytených v zlomovej zóne. Tieto štúdie odhaľujú štrukturálne detaily v hĺbke, ktoré sú v silnom korelácii s prechodom od plazivého k uzamknutému správaniu odvodeným z pozorovania povrchu a naznačujú časové zmeny v šírení, seizmicite a rýchlosti sklzu v hĺbke, ktoré korelujú s deformáciami a zmenami hladiny vody pozorovanými v a blízko povrchu (16). V jemnejšom meradle presné relatívne premiestnenia mikroseizmicity pomocou korelačných techník tvaru vlny odhaľujú súhvezdia zemetrasení a podrobné rozloženie poruchového sklzu v hĺbke (17). Poskytli tiež prekvapivý a prekvapivo podrobný obraz o sile, rozložení síl a vývoji hlbokej chyby San Andreas spôsobenej škálovaním zdroja zemetrasenia (18) a akumulácia kmeňa v uzamknutej zóne Parkfield v hĺbke. Objav mnohých charakteristicky sa opakujúcich sekvencií mikroeartquake v Parkfielde významne prispel k vývoju modelov recidívy zemetrasenia, ktoré sa v súčasnosti používajú na odhad nebezpečenstva zemetrasenia v Kalifornii (19). Vďaka lepšiemu porozumeniu procesov zemetrasenia dosiahnutých týmito pozorovaniami bolo prírodné laboratórium Parkfield vybrané ako miesto pre observatórium San Andreas Fault Observatory at Depth (SAFOD), súčasť iniciatívy EarthScope, ktorá bude používať hĺbkové vŕtanie na vedenie in situ. vyšetrovania zlomovej zóny San Andreas v seizmogénnych hĺbkach 3 až 4 kilometre.

Národná seizmická sieť USA Pozoruhodným pokrokom v monitorovaní zemetrasení bola výstavba novej americkej národnej seizmickej siete (USNSN), ktorú spravuje Národné informačné centrum o zemetrasení USGS v meste Golden, Colorado. Ústredným cieľom je transformácia regionálnych sietí na vysoko automatizované seizmické informačné systémy, schopné vysielať rafinované informácie o seizmických prietrhoch a trepanie v takmer reálnom čase širokému publiku, ktoré sa zaoberá núdzovou situáciou.

reakcia na zemetrasenie. Myšlienka USNSN sa datuje takmer 30 rokov (20) koncepciou bolo doplniť relatívne husté pokrytie, ktoré vo vybraných oblastiach poskytujú regionálne seizmické siete, o dobre rozloženú, ale riedku trvalú sieť trojzložkových širokopásmových staníc. USNSN v súčasnosti spravuje 32 úplných širokopásmových staníc a niektoré zariadenia na 96 spolupracujúcich širokopásmových staniciach v Severnej Amerike (7 v Kanade), z ktorých získava údaje v reálnom čase. Tiež získava údaje v reálnom čase od 82 staníc s krátkym časovým obdobím, 30 zahraničných širokopásmových staníc a ďalších 62 staníc po celom svete. Vďaka účasti Advanced National Seismic System (ANSS) a plánovaného programu EarthScope bude USNSN rozšírená na 100 stálych širokopásmových staníc v Severnej Amerike a bude slúžiť ako & ldquobackbone & rdquo pre oba programy. Desať nových staníc bude postavených podľa štandardov GSN, a preto budú schopné vysokokvalitného záznamu pri nízkych frekvenciách voľných kmitov Zeme a rsquos.

Silná pohybová seizmológia

Presné zaznamenanie silných pohybov v blízkosti zdrojov zemetrasenia je rozhodujúce pre inžinierstvo a vedu o zemetrasení, pretože poskytujú vynucovacie funkcie pre konštrukčný návrh a testovanie, ako aj cenné informácie o procesoch pri zdrojoch zemetrasenia. Pohyby sú registrované spustenými trojzložkovými akcelerografmi s nízkym ziskom umiestnenými na voľných poliach a umiestnenými v dôležitých štruktúrach, ako sú priehrady, mosty a výškové budovy. Akcelerografy sú schopné zaznamenávať 2g zrýchlenia vo frekvenčnom pásme od 0,1 do 10 hertzov. Vzťahy útlmu odvodené z údajov vo voľnom poli sú kľúčovými komponentami analýzy a mapovania seizmického ohrozenia, zatiaľ čo uložené záznamy poskytujú základnú pravdu o štrukturálnej výkonnosti počas zemetrasení.

USGS dohliada na národnú sieť asi 900 akcelerografov so silným pohybom prostredníctvom národného programu pre silný pohyb (NSMP). NSMP koordinuje zber údajov rôznymi federálnymi, štátnymi a miestnymi agentúrami, spoločnosťami a akademickými inštitúciami (21). California Geological Survey (CGS) prevádzkuje kalifornský nástroj Strong-Motion Instrument Program so základným financovaním poskytovaným štátnou daňou na povolenia na novú výstavbu. Obsahuje 910 analógových a digitálnych akcelerografov v Kalifornii, z ktorých 255 je v rozsiahlo vybavených štruktúrach. Silno-pohybové databázy spravuje USGS a CGS, ako aj Stredisko zemetrasenia v južnej Kalifornii (SCEC) a Centrum pre výskum tichomorského zemetrasenia (PEER) (22). Koordinácia rôznych organizácií, ktoré zhromažďujú, spracúvajú a distribuujú údaje o silnom pohybe, je dlhodobým problémom (23), ale situácia v značnej miere ťažila z on-line prístupu, ktorý teraz ponúkajú všetky údaje

stredísk a virtuálnej databázy silných pohybov (v skutočnosti meta-databázy), ktorú nedávno zriadilo Konzorcium organizácií pre systémy pozorovania silným pohybom. Rovnako ako v širokopásmovej regionálnej seizmológii však úsilie USA zaostáva za Japoncami, ktorí vytvorili databázový systém s názvom Kyoshin Net (K-Net), spravovaný Národným výskumným ústavom pre vedu o Zemi a prevenciu katastrof, na archiváciu a distribúciu údajov. z hustého poľa (vzdialenosť 25 kilometrov) 1000 digitálnych silnohybných staníc rozmiestnených po celom Japonsku (24). Sieť 614 staníc so silným pohybom na Taiwane poskytla počas zemetrasenia v Chi-Chi v roku 1999 nevídané silné údaje o pohybe zeme.

Zemetrasenia v Izmiti v Turecku v roku 1999 a Chi-Chi na Taiwane (M 7,4, respektíve 7,6) výrazne zvýšili počet záznamov silného pohybu pri veľkých zemetraseniach, čo umožnilo podrobné mapovanie prietrží v čase a priestore (obrázok 4.8). . Napriek viac ako 70-ročnej seizmológii so silným pohybom je pokrytie údajov stále slabé. Existuje niekoľko záznamov so silným pohybom pre zemetrasenia v subdukčnej zóne s magnitúdou väčšou ako 8 a žiadne pre magnitúdu väčšiu ako 9. Zemetrasenia M 7 a väčšie sú tiež slabo odobraté, napriek tomu predstavujú značné nebezpečenstvo pre veľké mestá na celom svete, ako to dokazujú udalosti pri zemetrasení v Salvádore v roku 2001 (M 7,6) a udalosti v roku 1949 (M 7,1), 1965 (M 6,5) a 2001 (M 6,8) pod metropolitnou oblasťou Seattle-Tacoma. Podobne neexistujú žiadne detailné záznamy (bližšie ako 50 kilometrov) intraplátových zemetrasení v centrálnych a východných Spojených štátoch pre magnitúdy vyššie ako asi 5,2 a len málo z nich pre medziplatňové zemetrasenia s magnitúdami väčšími ako asi 7,3. Na nápravu tejto situácie je jednoznačne potrebná zdokonalená národná monitorovacia štruktúra plánovaná v rámci ANSS (pozri kapitolu 6).

Štúdie prenosných polí

Prenosné sústavy seizmometrov rozširujú údaje z trvalých monitorovacích sietí zvýšením zaznamenávania seizmicity v prieskumných štúdiách a počas období anomálnej aktivity vrátane sekvencií otrasov a rojov. Používajú sa tiež na zobrazenie architektúry poruchových systémov a ďalších aspektov štruktúry kôry, ako sú sedimentárne panvy, ktoré ovplyvňujú amplitúdu a trvanie silných pohybov. Až donedávna bol tento spôsob prevádzky obmedzený na krátkodobé seizmometre s nízkym dynamickým rozsahom, ale veľké skupiny širokopásmových nástrojov sú v súčasnosti efektívne organizované v rámci programu IRIS Array seizmických štúdií kontinentálnej litosféry (PASSCAL) (25) a USGS (26). Podskupiny sú k dispozícii na nasadenie po veľkom zemetrasení v koordinovanom úsilí s názvom Program mobilizácie rýchleho poľa (RAMP). Tieto nasadenia boli použité na určenie

OBRÁZOK 4.8 Maximálne zrýchlenie zeme (hore v ľavo) a špičková pozemná rýchlosť (hore vpravo) zemetrasenia v Chi-Chi v roku 1999. Pokrytie stanice seizmickou sieťou Central Weather Bureau je v relatívne neprístupných centrálnych horských oblastiach stále slabé. Dno: Hĺbkový prierez znázorňujúci distribúciu sklzu odvodenú z tohto súboru údajov pomocou metodiky inverzie konečných chýb. ZDROJ: W.-C. Chi, D. Dreger a A. Kaverina, modelovanie konečných zdrojov zemetrasenia na Taiwane (Chi-Chi) v roku 1999 odvodené z hustej silnej pohybovej siete, Býk. Seis. Soc. Am., 91, 1144-1157, 2001. Copyright Seismological Society of America.

zdrojové parametre otrasov a ich vzťahy k hlavným šokom a dôležité údaje pre štúdie šírenia prietrže, postseizmickej relaxácie a prenosu stresu. Záznamy otrasov sa tiež začali objasňovať príčiny anomálnych otrasov zeme a koncentrácie poškodenia vrátane rezonancie bazéna, účinkov na okraj povodia a odrazu Moho (pozri časť 3.1). Rôzne formy telemetrie umožňujú monitorovať zdravotný stav a získavať údaje o pohybe zeme v takmer reálnom čase, čo umožňuje integráciu prenosných polí s trvalými seizmickými monitorovacími systémami pre širokú škálu seizmických aplikácií.

Zobrazovanie Zeme

Výskumy štruktúry Zeme vždy figurovali na popredných miestach pri štúdiu zemetrasení, pretože rámujú interpretáciu seizmogramov z hľadiska zdrojových procesov. Problémy objavovania časopriestorovej štruktúry porúch a trojrozmerných variácií v elastických vlastnostiach Zeme a rsquos sú skutočne silne prepojené a musia sa vyriešiť spoločne, buď spoločnou inverziou seizmogramov, alebo iteratívne prostredníctvom postupných aproximácií. Primárne seizmologické parametre potrebné na špecifikáciu štruktúry Zeme sú lokálne rýchlosti dvoch základných typov seizmických vĺn, kompresných (vp) a strih (vs), ich súvisiace útlmové faktory a hmotnostnú hustotu (27). Variácie v štruktúre Zeme, ktoré je možné vyriešiť, sú obmedzené veľkosťou a rozstupom seizmického poľa a distribúciou seizmických zdrojov použitých na osvetlenie poľa. Globálne siete môžu preto určovať celosvetovú štruktúru pri relatívne nízkom priestorovom rozlíšení (obrázok 4.4), zatiaľ čo regionálne a miestne siete poskytujú jemnejšie detaily, ale iba v obmedzenejších objemoch Zeme (obrázok 4.9).

Prenosné polia sú užitočné pri zlepšovaní štrukturálneho rozlíšenia v priestorových mierkach pod rozstupom staníc trvalých polí. Môžu byť nasadené v dvoch základných režimoch pozorovania: (1) na zaznamenávanie umelých zdrojov a výbuchov, mobilných zariadení na trasenie zeme, ako je Vibroseis, alebo námorných vzduchových zbraní a vysokofrekvenčných senzorov mdashby (experimenty s aktívnym zdrojom) a (2) na zaznamenávanie signálov z prírodné udalosti, buď regionálne alebo teleseizmické zemetrasenia (pasívne experimenty). Experimenty PASSCAL používajú oba režimy. Plytkú stavbu (v horných 2000 metrov) je možné zobraziť pomocou vysoko prenosných viackanálových systémov, ktoré zaznamenávajú vlny odrazené od podpovrchových diskontinuit, pričom ako zdroje používajú údery kladivom alebo malé náboje. Napríklad v seizmickom experimente Los Angeles Region Seismic Experiment (LARSE) výskumníci použili vzduchové pištole a výbuchy na zostavenie obrazov podpovrchovej štruktúry, ktoré môžu viesť k lepšiemu pochopeniu nebezpečenstva zemetrasenia v južnej Kalifornii (obrázok 4.10). Tieto systémy sa ukázali ako veľmi účinné pri vymedzovaní zlomových rovín v sedimentárnej ba

OBRÁZOK 4.9 Plotový diagram znázorňujúci trojrozmerné odchýlky rýchlostí strihových vĺn v oblasti Los Angeles určené zo seizmickej tomografie. Prierezy sú v ľavom dolnom paneli umiestnené ako červené čiary. Nízke rýchlosti označené teplými farbami ukazujú hlboké sedimentárne panvy, ktoré zachytávajú seizmické vlny, čím zosilňujú a predlžujú otrasy pri regionálnych zemetraseniach. ZDROJ: H. Magistrale, S. Day, R.W. Clayton a R. Graves, SCEC v južnej Kalifornii, referenčný trojrozmerný model seizmickej rýchlosti, verzia 2, Býk. Seis. Soc. Am., 90, S65-S76, 2000. Copyright Seismological Society of America.

OBRÁZOK 4.10 Interpretácia geologickej stavby pozdĺž čiary 1 línie seizmického experimentu v Los Angeles Region, znázorňujúca interakciu porúch sklzu a ťahu. & ldquoBlind & rdquo ťahové chyby, ako napríklad chyba zodpovedná za zemetrasenie Whittier Narrows v roku 1987, nerozbíjajú povrch, ale dajú sa zobraziť seizmickými metódami. Relatívny pohyb na chybách je znázornený dvojicami malých šípok. Veľké biele šípky znázorňujú smer, v ktorom sa zbiehajú tichomorská doska (vľavo) a severoamerická doska (vpravo). Červené hviezdy s dátumami a číslami (magnitúdami) sú zemetrasenia. ZDROJ: U.S. Geological Survey, Fact Sheet 110-99, & lthttp: //geopubs.wr.usgs.gov/fact-sheet/fs110-99/>.

hriechy. Hlbokú štruktúru (až k spodnej časti kôry v hĺbke 30 až 40 kilometrov) je možné zobraziť pomocou väčších viackanálových systémov v spojení s výbuchom alebo veľkými zdrojmi Vibroseis.

Katalogy seizmicity

Základným produktom seizmického monitorovania je katalóg seizmicity, sekvenčný zoznam všetkých zemetrasení, výbuchov a iných lokalizovaných seizmických porúch, prírodných alebo spôsobených ľuďmi. V moderných monitorovacích systémoch sa detekcia, asociácia a inverzia seizmických príchodov vykonáva automaticky z kontinuálnych digitálnych dátových tokov, aj keď na skúmanie, vyhodnocovanie a často upravovanie výsledkov sa naďalej používajú seizmické analytiky. Výstup môže zahŕňať čas vzniku udalosti a rsquos, hypocentrálnu polohu (zemepisnú šírku, dĺžku a hĺbku), veľkosť a ďalšie zdrojové parametre, ako napríklad seizmický moment a ohniskový mechanizmus (zvyčajne vo forme tenzora momentu) a mieru trvania roztrhnutia . Vylepšenie úplnosti a presnosti týchto katalógov seizmicity je hlavným cieľom analýzy seizmických rizík, ktorá často závisí od malých zemetrasení, aby sa identifikoval potenciál poškodenia prietrží, a fyziky zemetrasení, ktorá sa spolieha na katalógy ako základný časopriestorový záznam správanie chybového systému.

Národná informačná služba o zemetrasení USGS (NEIS) prevádzkuje službu včasného varovania pred zemetrasením, aby čo najrýchlejšie určila polohu a rozsah významných zemetrasení v USA (M = 4,5) a na celom svete (M = 6,5 alebo je známe, že sú poškodzujúce) (28). Medzinárodné seizmologické centrum (ISC) so sídlom v Thatchame v Berkshire vo Veľkej Británii je mimovládna organizácia poverená výrobou štandardného globálneho katalógu (29) poskytuje najkomplexnejšie kompilácie krátkych časov príchodu a amplitúd z najväčšej, globálne najrozšírenejšej sady seizmických staníc (približne 3 000), vrátane správ o zemetrasení od viacerých regionálnych seizmických monitorovacích agentúr. V súčasnosti celosvetovo spracuje asi 5 000 udalostí mesačne. Medzinárodný monitorovací systém (IMS) v súčasnosti prevádzkuje 36 primárnych staníc a polí a zbiera údaje z 38 pomocných staníc. Do siedmich dní vydá bulletin o zemetrasení, bulletin o revidovaných udalostiach, ktorého cieľom je úplnosť až po M 3,5 (pozri rámček 4.2). Špecializované katalógové služby poskytujú univerzitné observatóriá a laboratóriá. Harvardská univerzita vytvára globálny katalóg centroidných polôh, časov ťažiska a tenzorov momentu pre väčšinu veľkých zemetrasení (M = 5,5), predovšetkým zo širokopásmových údajov poskytovaných stanicami FSDN (30). Napriek tomu, že služba tenzora s centroidným momentom funguje na veľmi skromnom rozpočte prostredníctvom súkromnej univerzity, ukázala sa ako veľmi užitočná pri výskume zemetrasení, pretože

RÁMČEK 4.2 Monitorovanie jadrovej energie

Od prvých podzemných jadrových skúšok na konci päťdesiatych rokov minulého storočia motivovalo monitorovanie podzemných testov a overenie zmluvy o zákaze skúšok vývoj lepších seizmických sietí (pozri časť 2.3). Po rozpade bývalého Sovietskeho zväzu a zvýšenom počte rozvíjajúcich sa jadrových krajín sa dôraz presunul z dvojstrannej zmluvy o zákaze skúšok superveľmocí na zmluvu o globálnom komplexnom zákaze skúšok (CTBT) a zmluvu o nešírení jadrových zbraní. V súčasných plánoch predstavujú seizmické siete jednu zo štyroch hlavných technológií na monitorovanie CTBT (spolu s infrazvukovými, hydroakustickými a rádionuklidovými technikami). Seizmická zložka IMS bude využívať 170 staníc a zníži prah globálnej detekcie na približne mb4,0. Primárne stanice (alfa stanice) sú väčšinou husté sústavy vysokokvalitných krátkodobých senzorov umiestnených na starostlivo vybraných miestach po celom svete so zariadením na nepretržitú telemetriu do Medzinárodného dátového centra (IDC) na primárny účel zisťovania seizmických činností. udalostí v globálnom meradle. Pomocné stanice (beta stanice) majú podporovať rýchle automatické získavanie údajov na požiadanie na použitie pri zlepšovaní lokalizácie udalostí zistených primárnou sieťou. Väčšina beta staníc bude čerpaná zo zavedených trojzložkových širokopásmových staníc FDSN, čím sa zabezpečí silné partnerstvo medzi monitorovacou komunitou CTBT a vedcami zemetrasenia. Približne 1 000 oddelených kanálov seizmických údajov sa v reálnom čase prenesie prostredníctvom satelitu do IDC vo Viedni v Rakúsku, kde sa automaticky analyzujú a určia rutinné zdrojové parametre, ako sú poloha, hĺbka, čas pôvodu a veľkosť. Napriek tomu, že konečné schopnosti monitorovacieho systému budú známe až po úplnom nasadení a prevádzke siete, skúsenosti s nedávnymi jadrovými testami v Indii a Pakistane naznačujú, že IDC a IMS poskytnú bezprecedentný systém pre globálne seizmické monitorovanie v reálnom čase s nízke prahy detekcie. 1

Monitorovanie dodržiavania CTBT bude náročnejšie ako predchádzajúce zmluvy o kontrole zbraní, pretože bude vyžadovať vysoko spoľahlivú identifikáciu akéhokoľvek jadrového výbuchu, aj keď malého, prebiehajúceho v odľahlých oblastiach sveta. CTBT motivovalo široký program výskumu zameraný na regionálne monitorovanie malých seizmických udalostí. 2 Výsledky tohto výskumu sú potrebné pre dva ciele monitorovania zmluvy. Po prvé, je potrebné lokalizovať všetky zistené seizmické udalosti do 1 000 kilometrov štvorcových, pretože ide o najväčší región, ktorý je možné skontrolovať, aby sa posúdilo možné porušenie zmluvy. Na dosiahnutie tohto cieľa budú potrebné podrobné informácie o seizmickej kalibrácii (cestovné časy, príchody fáz) pre každú zo staníc IMS. Po druhé, algoritmy musia vylúčiť veľký počet prirodzených udalostí, ktoré budú detegované, na základe polohy, hĺbky a ďalších charakteristík zdroja. Na zvýšenie týchto schopností ministerstvo obrany (DOD) v súčasnosti podporuje jeden z najväčších programov základného výskumu v seizmológii vo federálnej vláde (12 miliónov dolárov v roku 2000). Aby sa zvýšilo zapojenie výskumníkov zemetrasení, DOD plánuje sprístupniť všetky údaje IMS pre otvorený výskum a operácie monitorovania nebezpečenstva.

B. Barker, M. Clark, P. Davis, M. Fisk, M. Hedlin, H. Israelsson, V. Khalturin, W.-Y. Kim, K. McLaughlin, C. Meade, J. Murphy, R. North, J. Orcutt, C. Powell, P.G. Richards, R. Stead, J. Stevens, F. Vernon a T. Wallace, Monitorovanie jadrových testov, Veda, 281, 1967-1968, 1998.

Národná rada pre výskum, Je potrebný výskum na podporu komplexného monitorovania zmluvy o zákaze jadrových skúšok, National Academy Press, Washington, DC, 137 s., 1997.

pretože vygeneroval najdlhší katalóg štandardizovaných parametrov zdroja & mdashseizmického momentu, mechanizmu zdroja a polohy ťažiska & mdash pre štúdie seizmicity na celom svete.

V súčasnosti tieto a ďalšie monitorovacie organizácie zaznamenávajú, študujú a katalogizujú vlastnosti viac ako 30 000 zemetrasení. Niekoľko regionálnych monitorovacích systémov rutinne katalogizuje všetku seizmicitu nad M 2. Širokopásmové regionálne siete bežne vyrábajú riešenia tenzorov pre regionálne zemetrasenia väčšie ako M 4 (napr. Obrázok 4.11). V mnohých regiónoch sú však senzorové polia príliš riedke na to, aby zaznamenávali udalosti nižšie ako M 3. Je potrebná ďalšia práca na inovácii regionálnych sietí na širokopásmové prístrojové vybavenie a digitálnu telemetriu, čo je úloha, ktorú prevezme program ANSS, a na rozšírenie postupov katalogizácie o zahrnutie ďalšie zdrojové parametre, ako sú charakteristické rozmery (31).

Seizmológia sopky

Seizmológia zemetrasení hrá dôležitú úlohu pri štúdiu sopiek a predikcii sopečných erupcií (rámček 4.3). Seizmicita v sopke je spôsobená skalnými vodopádmi a lavínami, tektonickými poruchami, zlomeninou hornín počas transportu magmy a nízkofrekvenčnými otrasmi spojenými s tokom taveniny pod sopkou. Pred veľkou erupciou sa zemetrasenia typicky vyskytujú v rojoch, kde môžu byť rýchlosti seizmicity zvýšené o dva až tri rády nad úrovne pozadia. Monitorovanie tejto aktivity seizmickými sieťami poskytuje informácie o tvare, veľkosti a fyzickom stave zásobníkov magmy (32). Úplné pochopenie sopečného systému bude vyžadovať syntézu seizmologických pozorovaní do koherentného modelu mechaniky erupcií, obmedzeného dynamikou tekutín a elastodynamikou toku magmy v poréznom, krehkom médiu. Nedávny pokrok v oblasti prenosných prístrojov a teória na analýzu údajov stimuluje významný pokrok v tejto oblasti. Napríklad výsledky získané na sopke Redoubt pomocou nelineárnej tomografie s cestovným časom ukazujú, že zobrazovanie trojrozmernej štruktúry sopky je uskutočniteľné až na niekoľko stoviek metrov (33).

Okrem mapovania geometrie dráhy tekutiny v prvom rade pomocou širokopásmových údajov existuje mnoho otázok o dynamike transportu magmy, ktoré je možné skúmať pomocou seizmických údajov s krátkym obdobím. Napríklad dve základné rodiny vulkanických procesov generujú signály v seizmickom pásme 0,1 až 1 sekundu. Prvý zahŕňa volumetrické zdroje, v ktorých tekutina hrá aktívnu úlohu pri vytváraní elastických vĺn, a druhý pozostáva zo šmykových alebo ťahových zdrojov spôsobených krehkým porušením hornín. V objemových zdrojoch je elastické žiarenie generované viacfázovým prúdením tekutiny cez trhliny a potrubia, dlhodobé deje, sopečné

OBRÁZOK 4.11 Riešenie tenzorových momentov pre severnú Kaliforniu získané z digitálnej seizmickej siete Berkeley ilustrujúce pokročilé spracovanie regionálnych zemetrasení. Tieto riešenia sa získavajú automaticky a v kvázi reálnom čase pomocou širokopásmových dát pre podmnožinu udalostí M 4 a väčších. Robustnosť riešenia sa posudzuje porovnaním výsledkov dvoch nezávislých inverzií & mdash jednej v časovej oblasti a druhej vo frekvenčnej oblasti. ZDROJ: B. Romanowicz, D. Dreger a H. Tkalcic, Kalifornská univerzita, Berkeley.

chvenie a seizmické signály súvisiace s mechanizmami odplyňovania v otvorených prieduchoch sú prejavmi takýchto procesov. Druhá rodina zahŕňa vulkano-tektonické zemetrasenia, pri ktorých magmatické procesy poskytujú zdroj energie pre zlyhanie hornín. Tieto zdroje sa vyskytujú v krehkej hornine okolo zásobníka magmatu a potrubia a sú spojené predovšetkým so štrukturálnou odpoveďou vulkanickej stavby na vniknutie a/alebo

RÁMČEK 4.3 Predpoveď Mt. Erupcia Pinatubo

Mt. Pinatubo na Filipínach je jedným z reťazca kompozitných sopiek známych ako Luzonský sopečný oblúk, ktoré vznikajú pri vzostupe magmy zo subdukčnej zóny klesajúcej na východ pozdĺž priekopy Manila. Popoludní 2. apríla 1991 prekvapila dedinčanov séria malých výbuchov z radu vetracích otvorov v blízkosti severného boku vrcholovej kupoly. V priebehu niekoľkých dní vedci z Filipínskeho inštitútu vulkanológie a seizmológie (PHIVOLCS) nainštalovali niekoľko prenosných seizmografov v blízkosti severozápadného úpätia Mt. Pinatubo a začal zaznamenávať malé zemetrasenia rýchlosťou asi 40 až 140 za deň. Koncom apríla sa k PHIVOLCS pripojila skupina z USGS a spoločný tím nainštaloval sieť siedmich seizmometrov, diaľkovo meraných na leteckú základňu Clark, hlavné zariadenie amerického letectva, ktoré sa nachádza východne od sopky. Cez máj pokračovali početné malé zemetrasenia (M nižšie ako 2,5), zoskupené v zóne 2 až 6 kilometrov hlboké a spôsobené zlomením krehkej horniny stúpajúcou magmou. Počnúc 1. júnom sa v horných 5 kilometroch blízko vetracích otvorov vrcholov vyvinul druhý zhluk zemetrasení. Malý výbuch začiatkom 3. júna inicioval epizódu narastajúceho sopečného nepokoja charakterizovaného prerušovanými menšími emisiami popola, zvyšujúcou sa seizmicitou pod vetracími otvormi a epizódami harmonického chvenia (predĺžený rytmický seizmický signál, ktorý údajne súvisí s trvalým podpovrchovým pohybom magmy alebo prchavý materiál).

Spoločnosť PHIVOLCS vydala 5. júna výstrahu 3. stupňa, ktorá naznačuje možnosť veľkej pyroklastickej erupcie do dvoch týždňov. Tiltmeter vysoký na Mt. Pinatubo začal vykazovať postupne sa zvyšujúci náklon smerom von začiatkom 6. júna. Seizmicita a náklon smerom von sa zvyšovali až do neskorého popoludnia 7. júna, kedy výbuch vyvolal stĺp pary a popola vysoký 7 až 8 kilometrov. Po výbuchu sa seizmicita znížila a nárast vonkajšieho sklonu sa zastavil. Spoločnosť PHIVOLCS okamžite oznámila zvýšenie výstrahy úrovne 4 (erupcia je možná do 24 hodín) a odporučila ďalšie evakuácie z bokov sopky a rsquosu. Obdobie od 8. júna do začiatku 12. júna bolo poznačené pokračujúcim, slabým vyžarovaním popola a epizodickým harmonickým chvením. 9. júna PHIVOLCS zvýšil stupeň výstrahy na 5 (erupcia prebieha). Polomer evakuácie sa predĺžil na 20 kilometrov a počet evakuovaných sa zvýšil na zhruba 25 000. Prvá veľká výbušná erupcia začala 12. júna o 0851 hodinách a vytvorila stĺp popola a pary, ktorý stúpol na 19 kilometrov. Napriek tomu, že k výbuchu seizmického chvenia došlo o niekoľko hodín skôr, žiadny špecifický seizmický prekurzor bezprostredne predchádzal tejto udalosti seizmický signál s vysokou amplitúdou a zdalo sa, že vzostup erupčného stĺpca začína súčasne. Seizmické záznamy naznačovali, že táto udalosť trvala asi 35 minút. Bola to prvá zo série krátkych explozívnych erupcií, ktoré sa vyskytovali so zvyšujúcou sa frekvenciou od 12. do 15. júna. Klimaktická erupcia začala 15. júna o 1430 hodinách a bola najväčším svetovým rsquosom za viac ako pol storočia.

Úspešná predpoveď Mt. Erupcia Pinatubo umožnila filipínskym civilným vodcom zorganizovať rozsiahle evakuácie, ktoré zachránili tisíce životov a výrazne obmedzili zničenie leteckej základne Clark (vojenské lietadlá v hodnote 200 až 275 miliónov dolárov boli tiež odstránené). 1 Napriek tomu zhoda vrcholnej erupcie s tajfúnom viedla k viac ako 300 úmrtiam a rozsiahlym škodám na majetku, spôsobených predovšetkým mimoriadne širokou distribúciou ťažkých, vodou nasýtených ložísk tefra-pádu.

C. Newhall, J.W. Handley II a P.H. Stauffer, Prínosy monitorovania sopky vysoko prevyšujú náklady Prípad Mount Pinatubo, Informačný list geologického prieskumu USA 115-97, 3 s., 1997.

odber tekutín. Vulkanotektonické zemetrasenia pôsobia ako merače napätia, ktoré mapujú koncentrácie napätia v sopečnej štruktúre. Husté distribúcie hypocentier zemetrasenia preto poskytujú podpis migrácie magmy cez sopky. Na lepšie pochopenie dynamiky transportu magmy však bude potrebné viac informácií o zdrojových procesoch pre dlhodobé udalosti (34).

4.2 TECTONIC GEODESY

Energia elastického napätia uvoľnená pri zemetrasení sa hromadí v zemskej a rsquosovej kôre nepostrehnuteľne pomalými pohybmi doskovej tektoniky. Miera deformácie v tektonicky aktívnych oblastiach, ako sú západné Spojené štáty, je len niekoľko častí z 10 miliónov ročne (35). Na meranie týchto malých tektonických deformácií v globálnom až lokálnom meradle je možné použiť nástroje geodézie, ktoré poskytujú údaje, ktoré sa ukázali ako nevyhnutné pre odhad dlhodobých sklzov a seizmogénneho potenciálu litosférických porúch. Geodézia navyše poskytuje prostriedky na detekciu prechodných (časovo lokalizovaných) kmeňov s trvaním od minút do rokov, ktoré nevytvárajú elastické vlny, a preto sú neviditeľné pre seizmické monitorovanie. Tieto prechodné stavy zahŕňajú dotvarovanie a relaxáciu napätia po veľkých zemetraseniach (postseizmické prechodné javy), ako aj pomalé, lokalizované kmene, ktoré sú podľa laboratórnych experimentov predpovedané tak, aby predchádzali dynamickému chybovaniu (prekurzory deformácie). Zahŕňajú tiež pozorovanú, ale zle pochopenú triedu izolovaných udalostí známych ako „tiché zemetrasenia“ a „rdquo“, ktoré môžu byť zodpovedné za seizmické skĺznutie pri niektorých poruchách a môžu hrať úlohu pri koncentrácii stresu pred niektorými veľkými zemetraseniami.

Tektonická geodézia zahŕňa širokú škálu techník s komplementárnymi silami a citlivosťami. Geodetické merania sa líšia v mierke od systémov, ktoré umožňujú obnovu trojrozmernej polohy kdekoľvek na povrchu planéty a rsquos, ako je GPS, po systémy, ktoré sú extrémne lokalizované a citlivé, ako sú napríklad tenzometre do vrtov.

Tradičné geodetické techniky

Mnoho meracích technológií používaných v tektonickej geodézii vyrástlo z potrieb presného prieskumu. Obe činnosti zdieľajú požiadavku na mimoriadne presné merania a geodézia má silnú tradíciu v charakterizácii a minimalizácii chýb pri meraní.

Triangulácia. Táto metóda prieskumu, vynájdená starovekými poľnohospodárskymi spoločnosťami, dokáže merať uhly medzi vzdialenými bodmi s presnosťou približne 2 oblúkové sekundy, čo zodpovedá strihovému namáhaniu asi 5 častíc na milión. Triangulácia vyžaduje jasný výhľad z


2 Námorné pozorovania anizotropie v blízkosti Aotearoa experimentu

Experiment Marine Observations of Anisotropy Near Aotearoa (MOANA) zahŕňal 1 -ročné nasadenie seizmometrov na dne oceánu (OBS) nainštalovaných pri oboch pobrežiach južného ostrova Nového Zélandu od konca januára 2009 do začiatku februára 2010 (obrázok 1). Toto pole OBS s rozstupom približne 100 km zvýšilo študijnú apertúru na 5 -násobok šírky južného ostrova. Stanice NZ01 – NZ04 spočívali na oceánskej kôre, ostatné ležali na kontinentálnom šelfu obklopujúcom Nový Zéland. Všetky prístroje zaznamenávali nepretržite so vzorkovacou frekvenciou 50 Hz. Tieto OBS dopĺňali existujúce pozemné stanice novozélandskej národnej seizmografickej siete spravované spoločnosťou GeoNet. Všetky OBS (okrem stanice NZ14) boli vybavené seizmometrmi Trillium 240 a konečné OBS vybavené seizmometrom Trillium 40. Prvé z nich sú širokopásmové nástroje s plochými frekvenčnými charakteristikami medzi 240 s a 35 Hz. Ten je nástrojom s medzioperačným cyklom s dlhým periódou na 40 s. Napriek tomu, že bolo nasadených 30 nástrojov, jeden neposkytol použiteľné seizmogramy (stanica NZ01) a jeden sa už nepodarilo obnoviť (stanica NZ17).

Na orientáciu horizontálnych komponentov OBS sme použili Rayleighovu polarizáciu vĺn [Stachnik a kol., 2012]. Táto technika využíva eliptický pohyb častíc Rayleighových vĺn a skutočnosť, že tento pohyb je teoreticky pozorovaný iba na vertikálnych a radiálnych zložkách pohybu zeme. Pretože je linearita ľahšie hodnotiteľná ako elipticita, Stachnik a kol. [2012] určili orientáciu prístroja krížovou koreláciou vertikálnej zložky s Hilbertovou transformovanou radiálnou zložkou. Polarizačná analýza zahrnovala najskôr predpovedanie času príchodu Rayleighovej vlny so skupinovou rýchlosťou 4,0 km/s a potom aplikovanie pásmového filtra od 0,02 do 0,04 Hz na priebeh vlny v okne 20 s pred a 600 s po tejto fáze. príchod. Hilbertove transformované radiálne komponenty pre rozsah zadných azimutov (0 ° –360 °) boli krížovo korelované so zvislými komponentmi. Predpokladá sa, že orientácia senzora zodpovedá azimutu maximálnej korelácie. V prípade OBS spojených s experimentom MOANA sa na určenie orientácie horizontálnych komponentov použilo 10 až 31 udalostí.


Charakteristika ohniskových mechanizmov a stresového poľa na juhovýchodnom okraji Tibetskej náhornej plošiny

Ohniskové mechanizmy zemského zemetrasenia sa skúmajú na juhovýchodnom okraji Tibetskej náhornej plošiny, kde sa spájajú Tibetská náhorná plošina a stabilný juhočínsky blok. Aktualizovaná databáza ohniskových mechanizmov bola zostavená výberom 132 riešení globálneho momentového tenzora a pridaním 173 nových riešení (3,5 ≤ Ms ≤ 7,4) odhadované inverziou tvaru vlny v tejto štúdii. V tejto databáze je zahrnutých celkom 305 mechanizmov. Tieto riešenia ukazujú regionálne špecifické distribúcie s dominantným chybným chodom a niektorými normálnymi a reverznými poruchami. Riešenia ohniskových mechanizmov boli tiež obrátené pre orientáciu tenzora napätia, aby sa získali hlavné osi napätia nad študovanou oblasťou. Výsledky ukazujú, že horizontálna maximálna istina σ 1 osi sa otáčajú v smere hodinových ručičiek so širším rozsahom ako geodeticky meraný pohyb povrchu na východe, ktorý sa neobmedzuje iba na poruchu Xianshuihe – Xiaojiang, ale má určité prekrývanie so zlomom Zhaotong – Lianfeng.Lokalizované normálne poruchové stresové režimy sa pozorujú v oblastiach porúch Jinshajiang – Litang a sub-bloku Baoshan. Minimálne hlavné osi sú orientované postupne sa meniacim trendom od severu na juh k severozápadu k juhovýchodu od severu k juhu, čo naznačuje rôzne vzorce napätia v tlaku. Významné zmeny v kôrovom stresovom poli po zemetrasení Wenchuan sú predbežne pozorované v sub bloku bloku Baoshan, kde sa zmenili orientácie dvoch hlavných osí, a v oblastiach subbloku Jinggu-Ximeng, kde sa vzor stresového chybného napätia transformoval na normálne chybovanie.

Toto je ukážka obsahu predplatného, ​​ku ktorému máte prístup prostredníctvom svojej inštitúcie.


Pri nastavovaní súboru cookie používateľa sa vyskytla chyba

Táto stránka používa cookies na zlepšenie výkonu. Pokiaľ váš prehliadač neakceptuje cookies, nemôžete túto stránku prezerať.

Nastavenie vášho prehliadača tak, aby akceptoval cookies

Existuje mnoho dôvodov, prečo nebolo možné súbor cookie správne nastaviť. Nasledujú najbežnejšie dôvody:

  • Vo svojom prehliadači máte zakázané cookies. Ak chcete prijímať súbory cookie alebo ak sa chcete spýtať, či chcete súbory cookie prijímať, musíte resetovať prehliadač.
  • Váš prehliadač sa vás opýta, či chcete prijímať súbory cookie, a odmietli ste to. Ak chcete prijať súbory cookie z tohto webu, použite tlačidlo Späť a súbor cookie prijmite.
  • Váš prehliadač nepodporuje cookies. Ak máte podozrenie, vyskúšajte iný prehliadač.
  • Dátum vo vašom počítači je v minulosti. Ak hodiny vášho počítača ukazujú dátum pred 1. januárom 1970, prehliadač automaticky zabudne súbor cookie. Ak to chcete opraviť, nastavte v počítači správny čas a dátum.
  • Nainštalovali ste aplikáciu, ktorá monitoruje alebo blokuje nastavovanie súborov cookie. Pri prihlasovaní musíte aplikáciu vypnúť alebo sa informovať u správcu systému.

Prečo táto stránka vyžaduje cookies?

Táto stránka používa cookies na zlepšenie výkonu tým, že si pamätáte, že ste prihlásení, keď prechádzate zo stránky na stránku. Na poskytnutie prístupu bez súborov cookie by stránka vyžadovala vytvorenie novej relácie pre každú navštívenú stránku, čo spomalí systém na neprijateľnú úroveň.

Čo sa ukladá do súboru cookie?

Táto stránka neukladá nič iné ako automaticky generované ID relácie do súboru cookie, pričom sa nezachytávajú žiadne ďalšie informácie.

Vo všeobecnosti môžu byť do súboru cookie uložené iba informácie, ktoré poskytnete, alebo voľby, ktoré urobíte pri návšteve webovej stránky. Stránka napríklad nemôže určiť vaše e -mailové meno, pokiaľ sa ho nerozhodnete zadať. Umožnenie webovej stránke vytvárať súbory cookie neposkytuje prístup k tomuto alebo žiadnej inej stránke k zvyšku vášho počítača a čítať ju môže iba stránka, ktorá súbor cookie vytvorila.


5 Diskusia

5.1 Hodnotenie viacvrstvovej kôry a dozvuku

Pozorovanie viacvrstvovej, zosilnenej kôry na ostrovoch Tichého oceánu bolo predtým hlásené pomocou oboch Ps a Sp analýza funkcie prijímača na šiestich staniciach použitých v tejto štúdii: PAYG [Heit a kol., 2007 Rychert a kol., 2014], RPN [Heit a kol., 2007], RAR, XMAS [Leahy a Park, 2005], KIP a POHA [Leahy a Park, 2005 Leahy a kol., 2010]. V RPN, Heit a kol. [2007], pomocou súboru Sp analýza funkcie prijímača z 34 udalostí, správa jednovrstvovej kôry s hrúbkou 20 km. Ich hrúbka kôry je len 3 km odlišná od nášho odhadu (obrázok 9 a tabuľka 1), v porovnaní s našou dvojvrstvovou kôrou v tejto štúdii však riešia iba jednu vrstvu. Rozdiel môže byť spôsobený ich použitím Sp funkcie prijímača, ktoré majú obmedzený frekvenčný obsah a teda obmedzené rozlíšenie hĺbky. Napríklad na adrese PLATBA, odkiaľ pochádzajú Sp a funkcie prijímača Ps je možné porovnávať [napr. Heit a kol., 2007 Rychert a kol. 2014 ], Heit a kol. [2007] vyriešil jednovrstvovú kôru pomocou Sp prijímač funguje izolovane, ale Rychert a kol. [2014] vyriešil 2 vrstvy spojením Sp a Ps funkcie prijímača. Horné rozhranie na km hĺbka bola vyriešená z Ps, a v hĺbke 37 bolo zistené hlbšie rozhranie km od Sp funkcie prijímača. V našej štúdii pozorujeme 3 vrstvy: najvyššiu vrstvu 2 km (ani jeden autor neuvádza), druhú vrstvu v hĺbke 15 km (v zásade v súlade s vrstvou 2 hlásenou z Ps RF v Rychert a kol. [2014]) a celkovej hrúbke kôry 32 km (v súlade s 30 km podľa Heit a kol., [2007] a 37 km nahlásené Rychert a kol. [2014]). Preto usudzujeme, že naše výsledky sú v zásade v súlade s predchádzajúcou štúdiou a neschopnosť predchádzajúcich štúdií vyriešiť tenkú najvrchnejšiu vrstvu s dĺžkou 2 km mohla byť dôsledkom nižšieho frekvenčného obmedzenia 0,16 Hz a 0,14 Hz, ktoré sa používa v Heit a kol. [2007] a Rychert a kol. [2014] v porovnaní s našimi Ps funkcie prijímača vypočítané s prerušením vyššej frekvencie (1 Hz). Táto vysoká frekvencia a používanie Ps RF umožňujú rozlíšenie jemného vrstvenia v štruktúre kôry [napr. Olugboji a kol., 2013 , Karato a kol., 2015 ].

Na ďalších štyroch staniciach RAR, XMAS [Leahy a Park, 2005], KIP a POHA [Leahy a Park, 2005 Leahy a kol., 2010] Ps Používa sa funkcia prijímača pri vysokej frekvencii 2–3 Hz. Avšak iba pri RAR udáva celková hrúbka kôry 18 km [Leahy a Park, 2005], priblížte sa k nami hlásenému výsledku 22 km (rozdiel 4 km). Na Havajských ostrovoch (KIP a POHA) naše výsledky ukazujú trojvrstvovú kôru s hrúbkou 32 km, pričom Leahy a Park [2005] a Leahy a kol. [2010] uvádzajú trojvrstvovú kôru s hrúbkou ∼19 km (tenšia o 13 km). Aj v XMAS pozorujeme dvojvrstvovú kôru s celkovou hrúbkou 30 km Leahy a Park [2005] pozorujú 15 km trojvrstvovú kôru (polovica hrúbky našich výsledkov, pozri tabuľku 1 a obrázok 9). Bližšie skúmanie epicentrálnych vrstiev ukazuje, že príčinou nezrovnalostí je nesprávna identifikácia priamych fáz ako dozvukových fáz v predchádzajúcich štúdiách, ktoré používali menej zemetrasení. Naša štúdia používa 300, 409, 460 a 715 udalostí pre stanice XMAS, RAR, POHA a KIP, pričom Leahy a Park [2005] a Leahy a kol. [2010] mal iba 67, 166, 244 a 30 udalostí. Ako sme ukázali v našej analýze dozvuku (obrázky 3, 8 a tabuľka 1), zlepšené pokrytie údajov umožňuje zvýšený objem údajov v časových zásobníkoch epicentrálny verzus oneskorenie, čo umožňuje analytikovi lepšie rozlišovať medzi priamymi fázami a dozvukovými fázami. Je to možné, pretože priame Ps príchody vykazujú negatívne vysťahovanie s oneskorením, zatiaľ čo dozvukové fázy majú opačný zmysel (pozitívne vysťahovanie s oneskorením).

Epicentrálny zásobník Q-RF pre všetky stanice prekrývajúci s priamym Ps príchody a dozvukové fázy z vrcholu najnižšej vrstvy kôry (rovnaké ako na obrázku 3b). a) Sú určené pre stanice s dvojvrstvovou kôrkou, tj. RAR, RPN, WAKE a PTCN. Tieto stanice majú 2 priame príchody. Vypočítame tiež 2 dozvukové fázy (pozri tiež tabuľku 1). (b a c) Jedná sa o stanice s trojvrstvovou kôrou a dôkazom 3 priamych Ps príchody, tj. PAYG, JOHN, KIP, POHA, TARA a KWAJ. Pre trojvrstvovú kôru sa vypočíta 6 dozvukových fáz pre vrchné 2 vrstvy nad dolnými vrstvami. Tieto fázy sa porovnávajú so skutočnými RF zväzkami, aby sa posúdilo, či sú prítomné dozvuky a či sa prekrývajú s priamymi príchodmi (pozri tabuľku 1).

Hrúbka celého kôrovcového stĺpca v porovnaní s vekom morského dna. Červené kruhy znamenajú výsledky v tejto štúdii. Sivé symboly sú z predchádzajúceho Ps a Sp štúdie funkcií prijímača zo 6 z 11 staníc oceán-ostrov. Výsledky z RAR a XMAS sú zo štúdie Leahy a Park, [2005], POHA a KIP sú z Leahy a Park [2005] aktualizované v Leahy a kol. [2010], RPN od Heit a kol. [2007] a PAYG od Rychert a kol. [2014] a Heit a kol. [ 2007 ].

Úder naklonenej osi symetrie odvodený od fázovania a načasovania k = 1 stoh (horný, podobný obrázku 6), okrem rotovaných radiálnych (Q) a priečnych funkcií prijímača a zodpovedajúcich harmonických zväzkov (stredný a dolný, rovnaký ako na obrázku 5), pre všetkých 11 staníc oceán-ostrov.

Porovnanie úderu naklonenej osi symetrie (červené šípky) s absolútnym pohybom dosky (APM-HS3-NUVEL 1A, biele šípky) z roku Gripp a Gordon [2002] (mapa). Azimut zostupného pásma rozhrania je zobrazený aj pre stanice s ponornými izotropnými vrstvami (modré šípky). Súčasné polohy hotspotov sú tiež vyznačené na mape (červené kruhy), ktoré ukazujú blízkosť oceánskych ostrovov k aktívnej sopečnej činnosti. Uhol (rovnobežný a antiparalelný) medzi orientáciami osi symetrie a rýchlosťou dosky sa tiež vypočíta a vynesie ako funkcia veku morského dna a sopky (farby podobné mape). Kvantitatívne porovnanie absolútneho smeru pohybu dosky a orientácie úderu osi symetrie (symboly na pravom grafe) pre podvrstvenú vrstvu ukazuje, že pre 7 z 11 staníc sú tieto orientácie navzájom v rozmedzí 30 ° s pravdepodobnosťou náhodnosť 11% z toho.

5.2 Anizotropia, oblaky a stresový stav v najvrchnejšej litosfére

Čo spôsobuje silnú kôrovcovú anizotropiu pod sopečnými ostrovmi, ktorá by vysvetľovala funkcie nášho prijímača? Teória tektoniky platní môže predpovedať (1) lokalizovaný dynamický šmyk na základni litosféry alebo (2) šmykové textúry v litosfére, ktoré vznikli v stredooceánskom chrbte. Anizotropná kôrovcová vrstva, ktorú odvodzujeme, je príliš plytká na to, aby sa mohla strihať k astenosfére, a silná tkanina podložnej vrstvy naznačuje, že anizotropia sa vyvíja skôr prostredníctvom emplacementu ostrova, než prostredníctvom tvorby platní.

Kanonickým vysvetlením pôvodu oceánov a ostrovov je model oblaku plášťa [napr. Morgan, 1972 White a McKenzie, 1995], inšpirovaný pozorovaním vekového progresu v reťazcoch havajských ostrovov [Wilson, 1963]. Model oblaku úspešne vysvetlil vekový vývoj a pretrvávanie vulkanizmu na havajských ostrovoch. Avšak pre ostatné oceánske ostrovy s pridruženými hotspotmi [napr. Courtillot a kol., 2003 Anderson, 2005], model oblaku neprechádza inými testami, ako je vysoký vztlak, zvýšený tepelný tok, stálosť horúceho bodu a prítomnosť litosférického riedenia. To naznačuje, že hlboký tepelný zdroj nemusí vysvetľovať všetky prípady. Plytké tepelné modely navrhujú, aby procesy v litosfére, napr. Napínacie napätie, zakrivenie dosky, heterogenita plášťa alebo zaostrovanie magmy, mohli vysvetliť veľa vulkanizmu oceánskych ostrovov [napr. Turcotte a Oxburgh, 1973 Hieronym a Bercovici, 1999, 2000 Anderson, 2002 Foulger, 2007 ].

Neúplné hypotézy o tvorbe oceánskych ostrovov predpokladajú, že čiastočná tavenina je pod litosférou všadeprítomná a je možné z nej poklepaním vytvoriť ostrov vždy, keď dilatačné zlomeniny môžu preniknúť do celej vrstvy [napr. Hieronym a Bercovici, 1999, 2000]. Ak k výstupu magmy dochádza prostredníctvom početných zvislých hrádzí, ktorých údery sú normálne k najmenej kompresnému napätiu v doske, tenkovrstvová anizotropia [Backus, 1965] by sa mal vyvinúť. Vertikálne hrádze by znamenali horizontálnu „pomalú“ os symetrie pre anizotropiu orientovanú kolmo na hrádze. Aizotropný účinok vertikálnych hrádzí v litosfére pod Havajom navrhol Levin a Park [1998b] na vysvetlenie rozptylu lásky k Rayleighovi na hranici hotspotu. V tomto prípade máme doplňujúce pozorovania kôrovej anizotropie.

Obrázok 13 je karikatúra, ktorá ilustruje možný scenár na vysvetlenie našich RF pozorovaní ako kombinácie lokálnych ohybových napätí a napätí pohybov dosky vo vzdialenom poli. Ohyb pod rastúcim sopečným centrom zdôrazňuje otvorené zlomeniny vo vrstve pod oceánskou kôrou, čo umožňuje čadičovej magme interkalovať sa s ultramafickými horninami najvyššieho plášťa. Napriek tomu, že termín „kôrovcové podsypávanie“ evokuje tvorbu tenkých plutonických prahov a batolitických štruktúr, extenzívne ohybové napätie geometricky uprednostňuje tvorbu klopných en echelonových lomov pre migráciu magmy nahor. Sopečné zaťaženie je azimutálne symetrické, alebo zhruba tak, ale extenzívne napätia pri pohybe platní vo vzdialenom poli majú pod ostrovom jednotnú orientáciu a ponúkajú lepšie vysvetlenie pre naše pozorovania anizotropie v podloženej kôrovej vrstve. Extenzívne napätie v ďalekom poli by spájalo azimut zlomov prenášajúcich magmatické enchelon zlomeniny predovšetkým s ťahom dosky [Forsyth a Uyeda, 1975 Backus a kol., 1981]. V „podloženej vrstve“ by zmes mafických a ultramafických hornín s naklonenou intúznou tkaninou mohla generovať geometriu a veľkosť anizotropie v súlade s našimi RF.

Porovnanie úderu naklonenej osi symetrie a azimutu ponorenia izotropnej vrstvy nadol (červené a modré šípky, podobné obrázku 11) so smermi šírenia paleo (odvodené z orientácie lomu znázornenej čiernymi čiarami zostavenou Matthews a kol. [2011]), a smer rýchlej osi z rozdelenia v šmykových vlnách (zelené šípky). Výsledky delenia šmykovými vlnami sú vynesené na Havajských ostrovoch, POHA [Walker a kol., 2001 Collins a kol., 2012] a KIP [Vinnik a kol., 1992 Wolfe a Silver, 1998 Barruol a Hoffmann, 1999 Collins a kol., 2012], Line Islands, JOHN [Walker, 2003] a Francúzske a Polynézske ostrovy, RAR, RPN [Fontaine a kol., 2007] a PTCN [Russo a Okal, 1998 Fontaine a kol., 2007]. Výsledky z Galapág, PAYG [Fontaine a kol., 2005] ukazujú nulové rozdelenia. Nie sú nám známe žiadne publikované štiepne štúdie pre XMAS, TARA, KWAJ a WAKE. V porovnaní s dnešným absolútnym pohybom dosky sú zlomové zóny v severozápadnom Pacifiku lepšie prispôsobené orientácii osí symetrie.

Kreslený model ilustrujúci mechanizmy generovania anizotropie v podloženej kôre, po Hieronym a Bercovici [2000]. Stresový režim určuje polohu a orientáciu zlomenín. Extenzívne napätie v ohybe v podloženej vrstve vedie k vzniku zlomenín nakloneného en echelonu. Geometria ostrovného zaťaženia nemá žiadne azimutálne preferencie, takže tieto lomy sa stanú orientované kolmo na smer dosky vplyvom napätí vo vzdialenom poli, ktorým dominuje ťahanie dosky. Poznamenávame, že elastická hrúbka litosféry (~ 30 km [napr. Wessel, 1993]) je rovnakého rádu ako hrúbka podložnej kôry.

Pretože nepohltivé scenáre umiestnenia ostrova nad hustú litosféru zahrnujú kombináciu ohybových napätí z miestnych zaťažení, napr. Z blízkych ostrovov, s napätím poháňajúcim dosku na pozadí, dalo by sa očakávať, že najmenej kompresné napätie pod začínajúcim ostrovom bude zhruba zarovnané s pravouhlou doskou pohybu, ale s výrazným rozptylom. Toto očakávanie je v súlade s našimi pozorovaniami 11 seizmických observatórií na ostrove Tichý oceán. V plytšej vrstve sú membránové napätia alebo ohybové napätia v kompresnom režime a zlomeniny sa môžu zamerať, čo vysvetľuje prípady, keď v tejto vrstve nie je pozorovaná anizotropia (obrázok 13). Alternatívne môžu nastať rôzne anizotropné sily, pretože v normálnej oceánskej kôre rastú čadičové hrádze v gabroickej kôre, zatiaľ čo podložená vrstva môže interkalovať rušivý čadič so zvyškovou ultramafickou horninou.

Naše výsledky o kôrovej anizotropii naznačujú, že mechanizmus, ktorý spôsobuje tvorbu ostrovov oceánov, musí súvisieť s vývojom silnej anizotropie v kôre a najvyššom plášti, čo vedie k tesnému zosúladeniu s odporom platne. Naše pokusy detekovať variácie pohybu Ps súvisiace s prepojovacími rozhraniami boli na väčšine staníc neúspešné. Na staniciach, kde je rozhranie namáčania hodnoverné (KWAJ, XMAS, POHA a KIP), sa orientácia osi naklonenej symetrie výrazne líši od smeru zostupu, ktorý je odvodený z variácií vychádzania so zadným azimutom. Poznamenávame, že v subdukčných zónach [napr. Park a kol., 2004 Agostinetti a kol., 2008 ].

Anizotropiu na niektorých našich odľahlých staniciach môžu vytvárať aj vrstvené čadičové hrádze. Stanica POHA sa nachádza v blízkosti sopky Mauna Kea, ale neďaleko je aj sopka Mauna Loa. Hieronym a Bercovici [1999] modelujú známe vulkanické trendy „Kea“ a „Loa“ na havajských ostrovoch ako tvorbu litosférického rozšírenia orientovaného mimo trasy hotspotov a tvrdia, že vekový vývoj havajských sopiek sa posunul na juhozápad a severovýchod ako Pacifik platňa unášaná na severozápad. Ich model by predpovedal silnú odchýlku normálu plachetnice od smeru pohybu dosky, v súlade s našimi pozorovaniami.

Vyššie popísané vysvetlenie by mohlo byť v kontraste s pohľadom na oceánske ostrovy vznikajúce z miestnej tepelnej anomálie (oblak). V hlboko-tepelnom scenári dochádza k topeniu vo väčšej hĺbke (~ 140 km) [napr. Herzberg a kol., 2007 Lee a kol., 2009]. Hlboké tavenie, dodávanie transportu magmy stúpa v potrubných kanáloch, takže zarovnanie textúr nesúvisí s litosférickým procesom. Napätia budú prevažne súvisieť s aktívnym zvyšovaním vztlakového materiálu, ktorý stúpa v úzkych potrubných kanáloch, a nie v plechoch vedených zlomeninou. V prípade viskózneho oblaku je ťažšie si predstaviť generovanie kôrovej (a plášťovej) tkaniny zarovnanej s pohybom dosky, ako naznačujú výsledky v tejto štúdii. Ako dôkaz tohto názoru uvádzame, že PAYG, jedna z našich odľahlých staníc na zarovnanie APM, leží nad aktívnym hotspotom Galapágy.

Okrem toho existujú čadiče z fáz formovania štítu na havajských ostrovoch (tvorba sopky v ranom štádiu), ktoré spadajú do plytkého teplotného rozsahu, zatiaľ čo fáza po štíte je hlbšia tavenina [napr. Lee a kol., 2009]. Plytký rozsah tlaku a teploty na tavenie je v súlade s tavením generovaným zlomeninami a môže naznačovať, že litosférické procesy riadia tavenie, a nie hlboké tavenie požadované zvýšením teploty, ako sa očakáva pre model oblaku.

5.3 Porovnanie s analýzou virefringencie v strihovej vlne

Porovnanie našich výsledkov s predchádzajúcimi anizotropickými štúdiami pomocou delenia šmykovými vlnami naznačuje, že pohľad na fosílnu anizotropiu obmedzenú na litosféru a súčasnú anizotropiu na astenosféru je neúplný. Dôkazy o kôrovej anizotropii naznačujú, že merania štiepenia by mohli odrážať príspevky z najvyššej litosféry, najmä pod oceánskymi ostrovmi, zatiaľ čo viac vrstiev anizotropie by sa malo modelovať explicitne vždy, keď existuje dostatok údajov [napr. Wolfe a Silver, 1998 Walker, 2003 ].

V prípadoch, keď sa na modelovanie delenia šmykovými vlnami predpokladá viac vrstiev anizotropie, často sa predpokladá, že horná vrstva je litosférická a má fosílnu anizotropiu, zatiaľ čo anizotropia spodnej vrstvy je zameraná na astenosféru a smer by mal nasledovať podľa súčasných- denné pohyby taniera. Na havajskej stanici, KIP, tento výsledok bol potvrdený údajmi o rozdelení v šmykových vlnách [napr. Wolfe a Silver, 1998 Walker, 2003]. V našich štúdiách funkcií prijímača ukazujeme, že v rámci kôry je smer anizotropie pre podložné vrstvy vo všeobecnosti podobný pohybom platní (súčasným alebo fosílnym).

Na veľkých hotspotoch, ako je Havaj, existujú geodynamické modely, ktoré naznačujú, že prúdenie oblaku môže interagovať s doskovým prúdením, čo vytvára zreteľný vzor toku známy ako parabolický tok astenosféry (PAF) [napr. Spať, 1990 Ribe a Christensen, 1994 Moore, 1998 Walker a kol., 2005]. Na vyšetrenie PAF je potrebné, aby bolo na Havajských ostrovoch a v ich blízkosti rozmiestnených veľké množstvo staníc. Počiatočná štúdia od Walker [2003] a Walker a kol. [2005] navrhol PAF, ale neskoršia štúdia od Collins a kol. [2012], s väčším počtom staníc, priniesol výsledky, ktoré nepodporovali PAF.

Napriek tomu, že úder osi naklonenej symetrie na KIP je rovnobežný so smerom šírenia paleo, výsledky pri POHA, ktoré by boli primárne sústredené v strede oblaku, viac zodpovedá predikcii parabolického toku astenosféry. Tento dôkaz podporujúci PAF je však predbežný, pretože máme k dispozícii iba výsledky z dvoch staníc.


5 Zhrnutie

V tejto štúdii bola vyvinutá parametrizácia na rozpustenie minerálneho apatitu v kyseline, založená na výsledkoch prezentovaných Stockdaleom a kol. (2016), bol začlenený do globálneho aerosólového modelu (GLOMAP Mann et al., 2010) s globálnou databázou P pôdy (Yang et al., 2013) na modelovanie atmosférického toku anorganického biologicky dostupného P z minerálneho prachu. Odhadujeme, že globálne sa ukladá 870 Gg-P/rok anorganických TP spojených s prachom, pričom 726 Gg-P/rok do zeme a 144 Gg-P/rok do oceánov. Náš model je schopný rozlišovať medzi vylúhovateľným (labilným) zásobníkom fosforu, ktorý je prítomný pri emisii, a zásobou rozpusteného apatitu, ktorá je výsledkom súčasného rozpúšťania apatitu v kyseline a uhličitanu vápenatého, ktoré tieto dve skupiny predstavujú atmosférický tok biologicky dostupného fosforu (Bio-P) z prachu.

Odhadujeme globálny tok 31 Gg-P/rok Bio-P do oceánov s 14,3 Gg-P/rok z labilného súboru (Lab-P) a 16,9 Gg-P/rok zo súboru rozpusteného v kyseline (Acid- P). Rozpustnosť minerálneho prachu v kyseline zvyšuje dodávku Bio-P do oceánov o 120%, čo ukazuje dôležitosť procesu rozpúšťania kyseliny v globálnych tokoch Bio-P. Stredozemné more, severný Atlantický oceán a severný Tichý oceán identifikujeme ako obzvlášť dôležité oblasti pre depozíciu Bio-P pochádzajúcu z prachu.

Naše výsledky modelovania ukazujú, že percento uloženého prachu TP, ktorý je v biologicky dostupnej forme, sa pohybuje od

50%, vo všeobecnosti sa v modelových štúdiách predpokladalo, že percento biologickej dostupnosti TP minerálneho prachu je globálne konštantné, pričom sa bežne používajú hodnoty medzi 10 a 15%. Používame podobný prístup ako Myriokefalitakis a kol. (2016), aby ukázali, že hoci je labilný podiel TP globálne konštantný pri

O 10%zásoba rozpustená v kyselinách zvýšila priemernú biologickú dostupnosť TP v oceánoch na 22%so značnými rozdielmi medzi oceánskymi panvami: Tichý oceán (42%), Atlantický oceán (18%), Indický oceán (20%) a Stredozemné more (15 %). Táto variabilita opäť zdôrazňuje vplyv, ktorý má proces rozpúšťania kyseliny na globálny tok Bio-P z prachu.

Všetky najväčšie zdroje prachu na svete majú relatívne obohatené úrovne bazénov prachu-P, ale vykazujú variabilitu medzi zdrojmi. Preto neodporúčame používať globálne konštantné hodnoty pre bazény prachu-P a odporúčame používať globálne databázy obsahu pôdy-P. V našej štúdii sme použili databázu P-pôdy založenú na pedogenéze od Yanga a kol. (2013), čo viedlo k celkovému priemernému obsahu naneseného prachu TP 489 ppm s 49 ppm od Lab-P a 243 ppm od Ap-P, pričom všetky skupiny vykazovali po celom svete zhruba 1 rád variability. Porovnaním týchto výsledkov s inými modelovacími štúdiami a výsledkami zo série testov citlivosti sa zdôraznil vplyv, ktorý má predpokladaný mineralogický obsah prachu na tok Bio-P. Poznamenáva sa, že neexistuje konsenzus o globálnom priemere deponovaného prachu TP a predchádzajúce štúdie použili vyššie hodnoty (napr. 880 ppm podľa Myriokefalitakis et al., 2016 a 720 ppm od Mahowald et al., 2008).

Z našej štúdie citlivosti sme zistili, že zaobchádzanie s populáciou prachu ako s externou, a nie vnútorne zmiešanou populáciou (tj. Za predpokladu, že populácia vykazuje rozmanitosť častíc k časticiam v apatite a CaCO3 obsahu) má za následok značný nárast globálneho toku Bio-P (44% nárast pre 25% externe zmiešanú populáciu). V súčasnosti nie je známe, ktorá liečba je vhodná, a vyžaduje si ďalší výskum.

Naše výsledky potvrdzujú dôležitosť kyslých procesov v atmosfére pri zvyšovaní toku Bio-P do globálneho oceánu, ako naznačujú Nenes et al. (2011). Účinok je priestorovo a časovo variabilný a navrhuje sa, aby zvýšený Bio-P mohol mať za následok regionálne dôležité zmeny v biogeochemických procesoch, ako je obmedzenie živín, rýchlosť fixácie dusíka a príjem uhlíka.


Www.BibleSermonsMP3.org

13. september 2020: Ak sledujete správy o tom, že arabské národy na Blízkom východe sa v súčasnosti pokúšajú uzavrieť mier s Izraelom, je to dobrá vec, ale keďže niekoľko ďalších mier s Izraelom uzavrelo, v skutočnosti to vedie k obdobiu, v ktorom Islamský antikrist podnikne kroky, pretože Izrael má zmysel pre čas mieru a bezpečia, potom bude tento islamský antikrist pracovať s teroristickými skupinami na Blízkom východe s arabskými krajinami, aby spoločne pracovali na invázii do Izraela.

Keď dôjde k tejto invázii, Arabi podľa biblického proroctva zabijú 2/3 židovského obyvateľstva v Izraeli. Veľké zemetrasenie rozdelí Olivovú horu a umožní snáď väčšine židov v Jeruzaleme uniknúť do Negevskej divočiny.

Tento islamský antikrist dobyje Jeruzalem a krajinu od Dana po Bershebu. Potom prevezme kontrolu nad Káhirou v Egypte a zriadi na 3 a pol roka svoje sídlo v Káhire a vytvorí islamský kalifát desiatich arabských národov. Bude to trvať 3 1/2 roka.

Obdobie veľkého súženia sa začne na začiatku Veľkého zemetrasenia a bude trvať tri a pol roka. Na konci tohto časového obdobia sa Pán Ježiš Kristus vráti, aby porazil Antikrista, keď stojí na Chrámovej hore a vyhlasuje sa za Boha v tele islamských stúpencov. Tým sa skončí 1 335 dní Veľkého súženia.

Kresťanskí veriaci budú počas tohto 3 1/2 ročného súženia stále na zemi a budú ulovení pri Vytržení tesne pred poslednou časťou asi 45 dní Božieho hnevu, čo bude 7 liekoviek knihy Zjavenia. .

Inými slovami, ako vidíte, že niekoľko ďalších arabských krajín tvorí určitý druh mierovej dohody s Izraelom, potom buďte v strehu pred inváziou zo Sýrie do Izraela. Táto bitka bude trvať asi 75 dní, potom Jeruzalem prevezú Arabi a Zem od Dana do Bersabé. Asi po 75 -dňovej bitke bude s Arabmi a Izraelom dohodnuté prímerie. Obdobie veľkého súženia bude pokračovať s rastúcim počtom a stupňom zemetrasení, sopečných erupcií a tsunami v globálnom meradle.

Nakoniec sa to skončí najväčším zemetrasením v histórii ľudstva v izraelskom údolí rieky Jordán, ktoré začne pohyb na hladine, ktorý spôsobí, že všetky mestá sveta upadnú. Počas tejto doby by sopečné erupcie vyvinuli obrovský oblak popola obklopujúci planétu.

Poslednou časťou Veľkého súženia 3 1/2 roka a väčšinou počas asi posledných 45 dní Božieho hnevu bude zničenie Ríma, Talianska a Vatikánu na samom konci tohto časového obdobia, azda len niekoľko. dní pred druhým príchodom Pána Ježiša Krista.

Na mojom webe sú dve štúdie, ktoré podrobne popisujú túto udalosť:

1. Sopečné pálenie Vatikánu

2. Budúca deštrukcia Ríma, Taliansko

Pán Ježiš Kristus sa vráti ako Parúzia v telesnej prítomnosti prostredníctvom tohto oblaku sopečného popola a začne svoju tisícročnú vládu. Sláva jasu jeho tela sa dostatočne rozžiari, aby sa lámala viditeľne okolo celej planéty a každý človek Ho po návrate uvidí.

Obdobie veľkého súženia sa bude skladať zo 7 trúbok a 7 fľaštičiek z knihy Zjavenie. Skutoční kresťanskí veriaci budú na zemi až do 7. trúbky, v takom prípade každý, kto prežije 1. až 6. trúbku, bude prichytený na 7. trubke. Duchovne stratené ľudské bytosti, ktoré prežijú 7 trúb, budú musieť vydržať 7 liekoviek Božieho hnevu, ktoré budú trvať asi 45 dní. V tomto časovom období zomrie väčšina populácie na Zemi, pričom do vlády tisícročia vstúpilo možno len niekoľko stoviek miliónov ľudí.

7. november 2020: V USA sa začalo veľmi veľké zlo a Boží súd sa čoskoro začne nielen v USA, ale v celom svete ľudstva. Kozmické blesky, zemetrasenia, sopky a tsunami prichádzajú v blízkej budúcnosti ...

Tu je zoznam mojich webových stránok. Našťastie budú mať niekoľko biblických informácií a kázní, ktoré obohatia váš duchovný život.