Thesis (Selection of subject)Thesis (Selection of subject)(version: 285)
Assignment details
   Login via CAS
Dynamické modelování kalifornského zemětřesení Napa z roku 2014 (Mw6)
Thesis title in Czech: Dynamické modelování kalifornského zemětřesení Napa z roku 2014 (Mw6)
Thesis title in English: Dynamic modeling of the 2014 Mw6 Napa, California, earthquake
Academic year of topic announcement: 2019/2020
Type of assignment: Bachelor's thesis
Thesis language:
Department: Department of Geophysics (32-KG)
Supervisor: doc. RNDr. František Gallovič, Ph.D.
Author:
Guidelines
V blízkosti kalifornského města Napa se 24.8.2014 vyskytlo zemětřesení o magnitudu 6. Bylo zaznamenáno deseti velmi blízkými stanicemi. Předchozí analýza jejich záznamů pomocí tzv. kinematické inverze (Gallovič, 2016) ukázala, že přestože nukleace proběhla v hloubce asi 9 km, k největšímu skluzu došlo v mělčích hloubkách, což se projevilo i výskytem povrchových trhlin dosahujících až 45cm (Brocher a kol., 2015). Získaný kinematický model popisuje zdroj zemětřesení formou vývoje skluzu na zlomové ploše, ale již nepopisuje napětí a reologii zlomu (tření), které danou trhlinu řídily, jak je tomu naopak v případě dynamického modelování. Cílem navrhované práce bude vyjít z již existujícího kinematické modelu a vyvinout dynamický model zemětřesení Napa s požadavkem na dobré vystižení naměřených seismogramů. K tomu bude využit program, který je aktuálně vyvíjen na katedře geofyziky v rámci seismické skupiny. Tento kód kombinuje optimalizační stochastickou metodu Paralelní temperování (Sambridge, 2013, http://www.iearth.org.au/codes/ParallelTempering/) s řešičem přímé úlohy vycházejícím z programu R. Madariagy a C. Twardzika (Madariaga a Olsen, 2000; Twardzik a kol., 2014), který řeší elastodynamickou rovnici s předpokladem tzv. „slip-weakening“ zákona tření na zlomu, kde koeficient tření klesá lineárně se skluzem. Získaný model umožní zlepšit naše porozumění fyzikálním jevům řídícím šíření trhliny během zemětřesení.
References
Brocher, T. M., A. S. Baltay, J. L. Hardebeck, F. F. Pollitz, J. R. Murray, A. L. Llenos, D. P. Schwartz, J. L. Blair, D. J. Ponti, J. J. Lienkaemper, et al. (2015). The M 6.0 24 August 2014 South Napa earthquake, Seismol. Res. Lett. 86, 309-326.
Gallovič, F. (2016). Modeling velocity recordings of the Mw6.0 South Napa, California, earthquake: unilateral event with weak high-frequency directivity, Seism. Res. Lett. 87, 2-14.
Kanamori, H., and E. E. Brodsky (2004). The physics of earthquakes, Rep. Prog. Phys. 67, 1429-1496.
Madariaga, R., and K. B. Olsen (2000). Criticality of Rupture Dynamics in 3-D, Pure Appl. Geophys., 157, 1981-2001.
Sambridge, M., 2013. A Parallel Tempering algorithm for probabilistic sampling and multi-modal optimization, Geophys. J. Int., 196, 357-374.
Twardzik, C., S. Das, and R. Madariaga (2014). Inversion for the physical parameters that control the source dynamics of the 2004 Parkfield earthquake, J. Geophys. Res. Solid Earth, 119, 7010-7027.
Preliminary scope of work
V blízkosti kalifornského města Napa se 24.8.2014 vyskytlo zemětřesení o magnitudu 6. Bylo zaznamenáno deseti velmi blízkými stanicemi. Předchozí analýza jejich záznamů pomocí tzv. kinematické inverze (Gallovič, 2016) ukázala, že přestože nukleace proběhla v hloubce asi 9 km, k největšímu skluzu došlo v mělčích hloubkách, což se projevilo i výskytem povrchových trhlin dosahujících až 45cm (Brocher a kol., 2015). Získaný kinematický model popisuje zdroj zemětřesení formou vývoje skluzu na zlomové ploše, ale již nepopisuje napětí a reologii zlomu (tření), které danou trhlinu řídily, jak je tomu naopak v případě dynamického modelování. Cílem navrhované práce bude vyjít z již existujícího kinematické modelu a vyvinout dynamický model zemětřesení Napa s požadavkem na dobré vystižení naměřených seismogramů. K tomu bude využit program, který je aktuálně vyvíjen na katedře geofyziky v rámci seismické skupiny. Tento kód kombinuje optimalizační stochastickou metodu Paralelní temperování (Sambridge, 2013, http://www.iearth.org.au/codes/ParallelTempering/) s řešičem přímé úlohy vycházejícím z programu R. Madariagy a C. Twardzika (Madariaga a Olsen, 2000; Twardzik a kol., 2014), který řeší elastodynamickou rovnici s předpokladem tzv. „slip-weakening“ zákona tření na zlomu, kde koeficient tření klesá lineárně se skluzem. Získaný model umožní zlepšit naše porozumění fyzikálním jevům řídícím šíření trhliny během zemětřesení.
 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html