Rychlé interferenční vlny a 1D seismické modely kůry

• Název práce v češtině: Rychlé interferenční vlny a 1D seismické modely kůry
• Název v anglickém jazyce: Fast interference waves and 1D seismic crustal models
• Klíčová slova: interferenční vlna, rychlá dlouhoperiodická vlna, disperzní křivka, inverze kůry, prosakující módy
• Klíčová slova anglicky: interference wave, fast long-period wave, dispersion curve, crustal inversion, leaking modes
• Akademický rok vypsání: 2010/2011
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra geofyziky (32-KG)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Jiří Zahradník, DrSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 26.10.2010
• Datum zadání: 26.10.2010
• Datum a čas obhajoby: 17.05.2012 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 12.04.2012
• Datum odevzdání tištěné podoby: 13.04.2012
• Datum proběhlé obhajoby: 17.05.2012
• Oponenti: doc. RNDr. Johana Prokop Brokešová, CSc.

Zásady pro vypracování

Práce bude probíhat ve dvou až třech hlavních krocích: 1) Student se seznámí s teorií prosakujících módů a metodami frekvenčně-časové dispersní analýzy seismogramů. Pomocí existujícího softwaru provede analýzu seismogramů a pokusí se tyto specielní vlny ze záznamů extrahovat. 2) Dále se student seznámí s metodou výpočtu kompletních vlnových polí metodou diskrétních vlnových čísel a existujícím programem, které umožňují dané vlny modelovat. Řešením přímé úlohy provede analýzu citlivosti vzhledem k modelu kůry, hloubce zdroje a jeho mechanizmu. 3) Pokud bude mít dostatek času, pokusí se případně na základě výsledků druhého kroku o obrácenou úlohu, zaměřenou na zpřesnění některých parametrů 1D modelů zemské kůry v dané oblasti. Veškeré výzkumy budou zaměřeny k zemětřesení Efpalio 2010, protože k němu existuje dobrá předběžná studie zdrojových parametrů.

Seznam odborné literatury

Početné články autorů J. Oliver, R. Phinney a dalších o prosakujícíh módech, například:
Bulletin of the Seismological Society of America. Vol. 50, No. 2, pp. 165-180. April, 1960
Bulletin of the Seismological Society of America. Vol. 51, No. 1, pp. 1-12. January, 1961
Bulletin of the Seismological Society of America. Vol. 51, No. 4, pp. 527-555. October, 1961
Bulletin of the Seismological Society of America. Vol. 54, No. 5, Part A, pp. 1349-1372. October, 1964

Dále články M. Bouchona, např.
Bulletin of the Seismological Society of America. Vol. 68, No. 5, pp. 1293-1311, October 1978
Bulletin of the Seismological Society of America. Vol. 67, No. 2, pp. 259-277. April 1977
Bulletin of the Seismological Socmty of America, Vol 71, No 4, pp 959-971, August 1981

PhD dizertační práce P. Kolínského (2010) a jeho volně použitelný program SVAL.

Předběžná náplň práce

Při nedávném významném zemětřesení v Korintském zálivu v Řecku (zemětřesení M5 Efpalio, 2010) byly na blízkých regionálních stanicích pozorovány v počátečních částech záznamů neobvykle rychlé vlny s relativně dlouhou periodou 5 sec. Tato perioda je mnohonásobně větší než doba trvání zlomového procesu, takže se musí jednat o efekt struktury a šíření vln. Nejpravděpodobnější interpretací se zdá být interferenční vlna typu PL, resp. tzv. prosakující mód (?leaking mode?) povrchových vln. Cílem předloženého tématu je analýza tohoto typu interferenčních vln a vyšetření jejich vztahu ke struktuře zemské kůry v dané oblasti, případně k hloubce a mechanizmu zemětřesení. Nutno poznamenat, že se jedná o ?staronovou? problematiku, nejvíce studovanou v 60. letech. Není vyloučeno, že mohou být docíleny nové poznatky proto, že tehdejší práce se (na rozdíl od předloženého záměru) týkaly velkých epicentrálních vzdáleností. Výzkum spadá do problematiky schváleného projektu GAČR, který bude na katedře geofyziky probíhat v letech 2011-2013. Data jsou zaručena trvalou spoluprací katedry s partnerským pracovištěm v Řecku, zahrnující provoz společných seismických stanic.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

A recent earthquake in the Corinth Gulf, Greece (magnitude 5, January 18, 2010) emphasized importance of special fast interference waves of unusual remarkably long-period waves (periods > 5 sec) starting already in the P-wave group. They are most likely the leaking modes of surface waves, the PL waves, but possibly also other interference waves related to the very shallow depth of the earthquake, 5km. The waves seem to be a possible tool to improve existing 1D structural models of the shallow crustal structure. Therefore, we propose frequency-time dispersion analysis of existing near-regional records, extraction of the leaking modes, followed by the sensitivity analysis of these waves with respect to the crustal parameters and the source parameters. Finally, the inverse problem can be solved, using these waves to improve the existing 1D crustal model. The study will fit into one of the approved projects of the national grant agency (GACR 2011-2013). Data will be available in the framework of the long-term cooperation with the University of Patras, Greece, which includes also joint operation of a few seismic stations in the study area.