slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
・ What is the Earthquake Source? منبع زلزله چی است؟ PowerPoint Presentation
Download Presentation
・ What is the Earthquake Source? منبع زلزله چی است؟

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 56

・ What is the Earthquake Source? منبع زلزله چی است؟ - PowerPoint PPT Presentation


  • 139 Views
  • Uploaded on

Earthquake Sources, Magnitude, and Focal Mechanisms منبع زلزله، مقدار و ميکانيزم مرکز زلزله. ・ What is the Earthquake Source? منبع زلزله چی است؟ Elastic Rebound برگشت الاستيکی Fault Slip  Double-couple Force لغزش به روی شکست – قوه های کپل دوکانه

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '・ What is the Earthquake Source? منبع زلزله چی است؟' - edana


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Earthquake Sources, Magnitude, and Focal Mechanisms منبع زلزله، مقدار و ميکانيزم مرکز زلزله

・ What is the Earthquake Source?

منبع زلزله چی است؟

Elastic Rebound

برگشت الاستيکی

Fault Slip Double-couple Force

لغزش به روی شکست – قوه های کپل دوکانه

・ Seismic Moment Tensor

وکتور مومنت سايزميک

・ Models of Earthquake Faults

مودل شکست های زلزله

・ Earthquake Size

سايز يا اندازه زلزله

Magnitudes مقدار

Seismic Moment مومنت سايژميک

Energy انرژی

・ Focal Mechanisms, and Construction

slide2

What is an Earthquake ?

زلزله چی است؟

The Sourceمنبع

Fault mechanisms

ميکانيزم شکست

The Shakingلرزش ها

Wave propagation

پخش يا انتشار زلزله

Structures

ساختمانها

slide3

Chang Heng ‘Seismometer’ AD132

USGS

UK Science Museum/

Science & Society Picture Library

John Milne

(1850-1913)

Giuseppe Mercalli

(1850-1914)

Ewing (1855-1935)

UK Science Museum/

Science & Society Picture Library

slide4

What is the cause of

Earthquakes ?

چی سبب بوجود آمدن زلزله های ميگردد؟

  • ・ Associated with faults
  • به شکست ارتباط دارد
  • (source or cause?)
  • (منبع يا علت؟)
  • ・ Associated with magma?
  • آيا با مگما ارتباط دارد؟

(Most) Earthquakes are

fault movements

اکثر زلزله ها به سبب حرکت شکست ها بوجود می آيد.

University of Tokyo Earthquake Research Institute

slide5

Breaking of Chopstick

شکست چوب (چوبهای که برای خوردن غذا مورد استفاده می شود

・ Failure

شکست

・ Build-up of stress (strain energy)

ذخيره سترسها (انرژی سترين)

・ Difficult to predict time and place

پيش بينی زمان و محل مشکل است

・ Breaks at weakest point

در نقطه ضعيف شکست رخ می دهد

・ Hear precursors

شنيدن علايم ابتدايِ

・ Sound of breaking same as seismic waves

صدای شکست که مشابه به صدای امواج سايزميک می باشد.

slide6

Elastic Rebound Theory

Reid (1910)

تيوری ارتجاعيت الاستيکی (ريد، 1910)

فيت ساحه بيجا شده در شکست سان اندری ايز از اثر زلزله سال 19068.5

8.5 feet offset in San Andreas fault

from 1906 earthquake. Marin County

(Data in 1851-65, 1874-92, 1906)

slide7

San Francisco Earthquake

April 18, 1906 زلزله سانفرانسسکو

18 اپريل سال 1906

Mw 7.7-7.9 مقدار

470 km rupture of

San Andreas fault

شکست 470 ک. م به روی

شکست سان اندری ايس بوجود امد

USGS

slide9

Equivalent Body Forces قوه های معادل جسمی

Single Force

قوه واحد

d

Dipole

دايپول يا دارای دو جهت

Couple

(Single Couple)

کپل (کپل واحد)

d

Double Couple

کپل دوگانه

slide10

d

Single Couple versus Double Couple

کپل واحد و کپل دوگانه

Double Couple

کپل دوگانه

Single Couple

کپل واحد

Controversy settled

by Maruyama (1963)

ماريوياما اختلاف نظر را دل سال 1963

حل کرد. او نشان داد که قوه های کپل دوگانه

معادل به لغزش شکست می باشد.

Showed that Double

Couple was equivalent

to fault slip

・ P polarity pattern same

جهت های قطب مشابه اند

・ S polarity pattern different

جهت های قطب مختلف اند

・ Single Couple ‘resembles’ fault slip

کپل واحد به لغزش در سطح شکست مشابه است

moment tensor dipoles and couples
Moment tensor: dipoles and couplesوکتورهای مومنت: دايپول يا دارای دو قطب و کپل ها

9 components

نهه مرکبه ها

Symmetric matrix so 6 independent

مترکس متناظر

(Lay and Wallace p.343)

slide12

Moment Tensor for an Explosion

وکتور مومنت برای يک انفجار

slide13

Moment Tensor for Fault Slip

وکتور مومنت برای لغزش در سطح شکست

North

Double Couple

کپل دوگانه

Fault – Slip

لغزش در سطح شکست

types of faults
Types of faults انواع شکست ها

Normal

Fault

شکست نورمال

Thrust (Reverse) fault

شکست معکوس

طويل شدن

کوتاه شدن

Strike-slip fault

Courtesy of IRIS

شکست سترايک سلپ

slide15

شکست سترايک سلپ

لغزش به جهت سترايک شکست

حرکت جانبی چپ

حرکت جانبی راست

Courtesy of the University of Leeds

slide16

1940 Imperial Valley, California (Ms 7.1)

سال 1940 وادی امپريل،کالفورنيا (شدت 7.1 )

slide17

P-wave first motion

P حرکات ابتدايی امواج

This type more likely to produce large tsunamis

slide18

Harvard/NEIC Moment Tensor Solutions

جهات مومنت وکتور هارورد و NEIC

اين جهات اصلاح شده برای زلزله امروز در نزديک سوماترا است. اين جهات تقريباً 9 ساعت معلومات ثبت شده برای زلزله را در بر دارد. به علت بزرگی زلزله زمان انقطاع زلزله برای تحليل 300 ثانيه بود.

single force earthquakes volcanic eruptions and landslides

زلزله های که به سبب قوه واحد بوجود می آيندفوران آتشفشانها و زمين لغزشها

Single-force earthquakesvolcanic eruptions and landslides

قوه های عمودی

قوه های افقی

سلسله وقايع

مونت سينت هلن،امريکا

Kanamori et al. 1984

slide20

Circular Crack – Sato and Hirasawa, 1973

درز دايروی – سيتو و هيره ساوا،1973

slide21

Kinematics

کنماتيکس

Haskell Line Source

منبع خط هسکيل

Dislocation Source

منبع تغيير موقيعت يا بيجايِي

Haskell, 1964

sumatra

2004, Sumatra earthquake زلزله سوماترا، 2004

Ishii et al., Nature, 2005

slide22

Complicated Slip Distributions

توزيع لغزشهای پيچيده

-

1999 Chi-Chi, Taiwan Earthquake

زلزله چی چی سال 1999 در تايوان

slide23

Earthquake Size – Magnitude

سايز يا اندازه زلزله- مقياس يا شدت

Charles Richter

1900-1985

چارليس ريختر

1985-1900

log of amplitude

لوگاريتم دامنه

Distance correction

اصلاح فاصله

M = log A – log A0

Richter, 1958

slide24

Types of Magnitude Scales

انواع مقياس های شدت

حدود دوره

Period range

ML محلی کالفورنيامقياسمقياس محلی و امواج سطحی0.1-1 ثانيه

Mj JMA (اداره متيورول جاپان) مقياس محلی و امواج سطحی 5-10 ثانيه

mb شدت امواج جسمیدوره کوتاهP امواج 1-5 ثانيه

Ms شدت امواج سطحیامواج سطحی دوره طويل20 ثانيه

Mw شدت مومنتدوره بسيار طويل امواج سطحی > 200 ثانيه

Me مقدار يا شدت انرژیP امواج برادبند 0.5-20ثانيه

Mwp P مقدار مومنت امواجدوره طويل P امواج 10-60 ثانيه

Mm شدت منتل دوره بسيار طويلامواج سطحی > 200 ثانيه

slide25

Relationship between different Magnitude scales

رابطه ها برای سکيل های مختلف اندازه گيری شدت زلزله

slide26

Earthquake size - Seismic Moment

سايز زلزله- مومنت سايزميک

15 km

Area (A)

مساحت (A)

10

Slip (S)

لغزش(S)

5

Seismic Moment = (Rigidity)(Area)(Slip)

(لغزش)(مساحت)(لغزش سختی)=مومنت سايزميک

0

M4 M5 M6

slide27

Seismic moments and fault areas of some famous earthquakes

مومنت های سايزميک و مساحت شکست بعضی از زلزله های مهم

2004

Sumatra

1100

9.3

slide28

Types of Magnitude Scales

انواع مقياس های شدت

حدود دوره

Period range

ML محلی کالفورنيامقياسمقياس محلی و امواج سطحی0.1-1 ثانيه

Mj JMA (اداره متيورول جاپان) مقياس محلی و امواج سطحی 5-10 ثانيه

mb شدت امواج جسمیدوره کوتاهP امواج 1-5 ثانيه

Ms شدت امواج سطحیامواج سطحی دوره طويل20 ثانيه

Mw شدت مومنتدوره بسيار طويل امواج سطحی > 200 ثانيه

Me مقدار يا شدت انرژیP امواج برادبند 0.5-20ثانيه

Mwp P مقدار مومنت امواجدوره طويل P امواج 10-60 ثانيه

Mm شدت منتل دوره بسيار طويلامواج سطحی > 200 ثانيه

slide29

Types of Magnitude Scales

انواع مقياس های شدت

حدود دوره

Period range

ML محلی کالفورنيامقياسمقياس محلی و امواج سطحی0.1-1 ثانيه

Mj JMA (اداره متيورول جاپان) مقياس محلی و امواج سطحی 5-10 ثانيه

mb شدت امواج جسمیدوره کوتاهP امواج 1-5 ثانيه

Ms شدت امواج سطحیامواج سطحی دوره طويل20 ثانيه

Mw شدت مومنتدوره بسيار طويل امواج سطحی > 200 ثانيه

Me مقدار يا شدت انرژیP امواج برادبند 0.5-20ثانيه

Mwp P مقدار مومنت امواجدوره طويل P امواج 10-60 ثانيه

Mm شدت منتل دوره بسيار طويلامواج سطحی > 200 ثانيه

slide30

Mm Mantle Magnitude

مقدار منتلMm

Source Correction

اصلاح منبع

Mm = log10(X(w)) + Cd + Cs – 3.9

Distance Correction

اصلاح فاصله

Spectral Amplitude

دامنه فريکونسی های متفاوت

・ amplitude measured in frequency domain

دامنه در دومين يا ساحه فريکونسی اندازه گيری شده

・ surface waves with periods > 200 sec

امواج سطحی دارای دوره های > 200 ثانيه

slide31

Mwp P-wave moment magnitude

Mwp يا مقدار مومنت امواج P

∫uz(t)dt ∝ Mo

slide32

Mwp P-wave moment magnitude

Mo = Max |∫uz(t)dt| 4pra3r/Fp

Mw = (log10Mo)/1.5 – 10.73

・ Quick magnitude from P wave

مقدار سريع از امواج P

・ Uses relatively long-period body waves (10-60 sec)

از امواج جسمی نسبتاً طويل المدت ده الی شصت ثانيه استفاده می کند

・ Some problems for M>8.0

برای M>8.0 بعضی مشکلات موجود است

slide33

Magnitudes for the 2004 Sumatra Earthquake

مقدار يا شدت ها برای زلزله سال 2004 سوماترا

mb 7.0 1 sec P wave 131 stations

mblg 6.7 1 sec Lg waves 6 stations

Mwp 8.0 – 8.5 60 sec P waves

Ms 8.5 - 8.8 20 sec surface waves 118 stations

Mw 8.9 - 9.0 300 sec surface waves

Mw 9.1 - 9.3 3000 sec free oscillations

slide34

Fault Areas of

Damaging Earthquakes

ساحه شکست که در زلزله خساره ديد

1995 Kobe

Mw 6.9

Deaths

تلفات

1944 1223

1946 1330

1995 5310

1944 Tonankai

Mw 8.1

1946 Nankai

Mw 8.1

slide35

Seismic Radiated Energy

انرژی های بوجود آمده از زلزله ها

Radiated Energy = 1.5Mw + 11.8

Kanamori, 1977

focal mechanism solutions
Focal Mechanism Solutionsجهات ميکانيزم مرکز زلزله
  • Also called “beachball diagrams”“fault plane solutions”
  • همچنان به نام دياگرام های بيچ بال يعنی جهات سطح شکست نيز ياد می گردد.
  • Tell us the geometry and mechanism of the fault in a simple diagram
  • در مورد شکل شکست و ميکانيزم شکست از طريق دياگرام ساده معلومات میدهد
  • Generally reconstructed from waveform data derived from the moment tensor (which is more general), but originally calculated using first motions – done here to illustrate the concepts
  • اکثراً از معلومات امواج که از وکتور مومنت بدست آمده ساخته می شود اما عموماً از حرکت های ابتدايی محاسبه می گردند. در اينجا بخاطر تشريح مثال مورد استفاده قرار گرفته است.
two steps to understanding
Two steps to understandingدو قدم برای دانستن

The stereographic projection

ترسيم ستريوگرافيک

The geometry of first motions and how this is used to define fault motion.

شکل حرکات ابتدايی و چگونه از آنها برای تعريف حرکات ابتدايی استفاده می گردد.

http://www.uwsp.edu/geo/projects/geoweb/participants/dutch/STRUCTGE/sphproj.htm

stereographic projection
Stereographic projectionترسيم ستريوگرافيک
  • A method of projecting half a sphere onto a circle.
  • روش ترسيم نيم کره در يک دايره
  • e.g. planes cutting vertically through the sphere plot as straight lines
  • سطوح عمود در داخل دايره به صورت خطوط مستقيم ترسيم می شود.

Images from http://www.learninggeoscience.net/free/00071/index.html

stereonets
Stereonetsستريونت ها
  • A template called a stereonet is used to plot data.
  • يک گراف بنام ستريونت برای ترسيم معلومات استفاده می شود
  • Example – plotting planes (e.g. faults)
  • مثالهای ترسيم سطوح (شکست ها)
stereonets1
Stereonetsستريونت ها
  • Example – plotting lines (e.g. ray paths)
  • مثال ترسيم خطوط
stereonets2
Stereonets
  • Example – pitch (or rake) of a line on a plane (e.g. the slip direction on a fault)
  • مثال پچ يا ريک يک خط در يک سطج (مانند جهت لغزش در يک شکست).
energy and polarity of first motions
Energy and Polarity of “First Motions”انرژی و قطب های “حرکات اولی”

courtesy of Ian Hill, University of Leicester, UK

earthquake on a vertical plane
Earthquake on a vertical planeزلزله بالای يک سطح عمودی

courtesy of Ian Hill, University of Leicester, UK

determination of nodal planes
Determination of nodal planesتعين سطوح نودل

courtesy of Ian Hill, University of Leicester, UK

spreading of the seismic wave
Spreading of the seismic waveپخش امواج سايزميک

courtesy of Ian Hill, University of Leicester, UK

data on the surface interpreted in 3d
Data on the surface, interpreted in 3Dمعلومات در سطح که به شکل سه بعدی تعبير گرديده اند

courtesy of Ian Hill, University of Leicester, UK

take off angle
Take-off angleزاويه آغاز
  • The angle (from vertical) that the ray leaves the earthquake = take-off angle
  • زاويه (از عمود اندازه شده) که اشعه زمين را ترک می کند زاويه آغاز می باشد.

Stein and Wysession, An Introduction to seismology, earthquakes and Earth structure

slide51

With a lot of recordings we can reconstruct faults with any orientationsبا استفاده از ثبت های زياد ما می توانيم جهت های شکست ها را ترسيم کنيم.

courtesy of Ian Hill, University of Leicester, UK

fault types and beach ball plots
Fault types and “Beach Ball” plotsانواع شکست ها و ترسيم بيچ بال

سترايک سلپ

سترايک سلپ

شکست نورمال

courtesy of Ian Hill, University of Leicester, UK

example focal mechanism diagrams on the azores gibraltar fracture zone
Example Focal mechanism diagrams on the Azores-Gibraltar fracture zoneمثال دياگرام ميکانيزم مرکز برای زون شکست ازوريس جبرالتار
slide54

Same N-S fault, different slip direction

Stein and Wysession, An Introduction to seismology, earthquakes and Earth structure

slide55
Great review on the web at:

مرور عالی در وسايت :

http://www.learninggeoscience.net/free/00071/

slide56

Things to Remember

نکاتی را که بايد به خاطر سپرد

1. Earthquake sources are a double couple force system

which is equivalent to Fault Slip

منبع زلزله هاسيستم قوه های دبل کپل بوده که معادل به لغزش در شکست می باشد

2. The moment tensor describes the Force System

for earthquakes and can be used to determine

the geometry of the faulting

مومنت وکتور سيستم قوه ها را برای زلزله ها تشريح می کند و می توان از آن برای تعين شکل هندسی

شکست ها استفاده کرد

3. Earthquake ruptures begin from a point (hypocenter)

and spread out over the fault plane

درز در شکست زلزله در يک نقطه (هايپوسنتر) آغاز می گردد و بعداً به تمام سطح شکست پخش می شود

4. The size of an earthquakes can be described by

magnitudes, moment, and energy.

Mm and Mwp are types of magnitudes used for

tsunami warning systems

اندازه شدت زلزله را می توان به اساس مقدار، مومنت و انرژی تشريح کرد. مومنت منتل و مومنت

امواج پی انواع مقدار زلزله است که برای سيستم های آگاهی سونامی ها مورد استفاده قرار می گيرد.