فیزیک منبع زمینلرزه
زمینلرزه عبارت است از لغزش ناگهانی اصطکاکی یک گسل که کرنش کشسان ذخیرهشده را آزاد میکند و امواج لرزهای را منتشر میسازد که الگو و اندازه آنها هندسه، انرژی و دینامیک گسیختگی را رمزگذاری میکند.
Definition
فیزیک منبع زمینلرزه مطالعه فرآیندهای مکانیکی است که توسط آنها یک گسل گسیخته میشود و انرژی لرزهای را منتشر میکند، و منبع را از طریق مکانیزم کانونی، گشتاور لرزهای، افت تنش و دینامیک گسیختگی آن مشخص میکند.
Scope
این موضوع فیزیک منبع زمینلرزه را پوشش میدهد: چارچوب بازگشت کشسان و لغزش چسبنده، اصطکاک گسل و هستهزایی و انتشار گسیختگی، سیستم نیروی دوگانه و الگوی انتشار آن، مکانیزمهای کانونی، تانسور گشتاور لرزهای و بزرگی گشتاور. این موضوع پارامترهای منبع مانند افت تنش، سرعت گسیختگی و توزیع لغزش، و روابط مقیاسبندی که زمینلرزههای کوچک و بزرگ را به هم متصل میکنند، مورد بررسی قرار میدهد. تأکید بر این است که چگونه مکانیک گسلش میدان لرزهای منتشرشده را تعیین میکند.
Core questions
- چه چیزی هستهزایی، انتشار و توقف گسیختگی گسل را کنترل میکند؟
- گشتاور لرزهای چگونه تعریف میشود و چرا بزرگی گشتاور برای رویدادهای بزرگ ترجیح داده میشود؟
- الگوی انتشار چه چیزی را در مورد هندسه گسل و جهت لغزش آشکار میکند؟
- افت تنش و سرعت گسیختگی چگونه در طیف اندازههای زمینلرزه مقیاسبندی میشوند؟
Key concepts
- گسلش لغزش چسبنده و چرخه زمینلرزه
- سیستم نیروی دوگانه و الگوی انتشار
- گشتاور لرزهای و تانسور گشتاور
- بزرگی گشتاور و مقیاسبندی زمینلرزه
- افت تنش، سرعت گسیختگی و توزیع لغزش
Key theories
- بازگشت کشسان و گسلش لغزش چسبنده
- مدل بازگشت کشسان رید بیان میکند که بارگذاری تکتونیکی کرنش کشسان را در طول یک گسل قفلشده ذخیره میکند تا زمانی که شکست اصطکاکی امکان لغزش ناگهانی را فراهم کند؛ آزمایشهای آزمایشگاهی لغزش چسبنده بعداً مکانیزم اصطکاکی زیربنای این چرخه زمینلرزه را فراهم کردند.
- گشتاور لرزهای و بزرگی گشتاور
- گشتاور لرزهای، حاصلضرب سختی، مساحت گسل و میانگین لغزش، معیاری فیزیکی برای اندازه زمینلرزه ارائه میدهد؛ کاناموری از آن برای تعریف بزرگی گشتاور استفاده کرد که برای زمینلرزههای بزرگ اشباع نمیشود.
Mechanisms
تنش تکتونیکی یک گسل را که توسط اصطکاک نگه داشته شده است، بارگذاری میکند؛ هنگامی که تنش برشی از مقاومت اصطکاکی فراتر رود، لغزش هستهزایی کرده و به عنوان یک جبهه گسیختگی منتشر میشود، جابجایی در طول گسل معادل یک سیستم نیروی دوگانه است که امواج P و S را با الگوی چهار لوبی منتشر میکند، و افت تنش همراه با لغزش انرژی منتشرشده و دامنههای حرکت زمین را کنترل میکند.
Clinical relevance
فیزیک منبع، اندازه، مکان و ویژگیهای گسیختگی گزارششده پس از یک زمینلرزه را تعیین میکند، پیشبینی حرکت زمین و مدلهای خطر لرزهای را اطلاعرسانی میکند، و زمینلرزههای طبیعی را از انفجارها در نظارت بر آزمایشهای هستهای متمایز میکند.
History
رید مدل بازگشت کشسان را از زمینلرزه ۱۹۰۶ سانفرانسیسکو فرموله کرد؛ نمایش دوگانه در بحثهای میانه قرن حل شد، و بزرگی گشتاور کاناموری در سال ۱۹۷۷، همراه با وارونگی تانسور گشتاور روتین، مشخصه سازی منبع را کمی و در سطح جهانی استاندارد کرد.
Key figures
- Harry Fielding Reid
- Hiroo Kanamori
- Christopher Scholz
Related topics
Seminal works
- reid1910
- kanamori1977
- scholz2019
Frequently asked questions
- چرا بزرگی گشتاور جایگزین مقیاس ریشتر برای زمینلرزههای بزرگ شده است؟
- مقیاسهای ریشتر اصلی و مقیاسهای مرتبط اشباع میشوند و اندازه بزرگترین زمینلرزهها را دستکم میگیرند زیرا بر اساس دامنههای موج با دوره ثابت هستند؛ بزرگی گشتاور از گشتاور لرزهای، یک معیار فیزیکی مستقیم از لغزش و مساحت گسل، مشتق شده است، بنابراین برای بزرگترین رویدادها دقیق باقی میماند.
- افت تنش چیست و چرا اهمیت دارد؟
- افت تنش تفاوت بین تنش برشی روی یک گسل قبل و بعد از لغزش آن است؛ این عامل بر شدت انتشار انرژی با فرکانس بالا توسط یک زمینلرزه و در نتیجه بر شدت لرزش برای یک بزرگی معین تأثیر میگذارد.