PředmětyPředměty(verze: 806)
Předmět, akademický rok 2017/2018
   Přihlásit přes CAS
Fyzika zemětřesného zdroje - NGEO074
Anglický název: Earthquake source physics
Zajišťuje: Katedra geofyziky (32-KG)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2016
Semestr: letní
E-Kredity: 5
Rozsah, examinace: letní s.:2/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština, angličtina
Způsob výuky: prezenční
Garant: prof. RNDr. Jiří Zahradník, DrSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Geofyzika
Anotace -
Poslední úprava: T_KG (29.04.2013)

Greenův tenzor (daleká a blízká zóna, statika). Tenzor seismického momentu. Vlnové pole. Útlum. Časová funkce zdroje (směrovost). Výpočet momentového tenzoru ze seismogramů. Odhad velikosti zlomové plochy a poklesu napětí. Energie seismických vln. Momentové magnitudo. Princip skluzové inverze ze seismických a geodetických dat. Inverze pole napětí z mechanizmů ohniska. Coulombovo napětí. Základy dynamických modelů zdroje. Přímé modelování silných zemětřesných pohybů (deterministická a stochastická složka).
Cíl předmětu -
Poslední úprava: T_KG (29.04.2013)

Cílem je naučit studenty základům matematické formulace vztahu mezi procesy v ohnisku zemětřesení a seismickým vlnovým polem. Pochopit teoretické základy obrácených úloh seismického zdroje a úloh přímého modelování silných zemětřesných pohybů.

Literatura
Poslední úprava: T_KG (29.04.2013)

  • T. Lay, T.C. Wallace: Modern global seismology. Academic Press 1995.
  • P.M. Shearer: Introduction to seismology. Cambridge University Press 1999.
  • K. Aki, P.G. Richards, Quantitative seismology. University Science Books 2002.
  • F.A. Dahlen, J. Tromp: Theoretical global seismology. Princeton University Press 1998.

Metody výuky -
Poslední úprava: T_KG (29.04.2013)

Přednáška + cvičení

Sylabus -
Poslední úprava: T_KG (29.04.2013)

Greenův tenzor

Definice Greenova tenzoru pro elastodynamickou rovnici, jednotky. Greenův tenzor pro neomezené homogenní prostředí, blízká a daleká zóna. Prostorová derivace Greenova tenzoru v přiblížení daleké zóny, vztah k časové derivaci. Prostorová derivace Greenova tenzoru v kompletním tvaru, blízká, střední a daleká zóna.

Tenzor seismického momentu

Plošná hustota a celkový moment. Nespojitost posunutí na zlomu, obecný případ a čistý smyk. Vlastní čísla a vektory, vztah k osám P-T-N. Norma momentového tenzoru, skalární seismický moment. Objemová a deviatorická část obecného tenzoru, dvojitý dipól a zbytek (DC a CLVD). Model zemětřesení s tahovou složkou. Objemová síla ekvivalentní bodovému momentovému zdroji. Souvislost mechanizmů jednotlivých ohnisek s napěťovým polem oblasti.

Vlnové pole

Reprezentační teorém a jeho použití pro kinematicky zadanou nespojitost posunutí. Vztah vlnového pole, Greenova tenzoru a momentového tenzoru. Vyzařovací charakteristika. Časová funkce zdroje konečných rozměrů, směrovost vyzařování. Haskellův zdroj. Kruhový zdroj. Princip metod určování momentového tenzoru a časové funkce ze seismogramů. Odhad směru šíření trhliny pomocí zdánlivé časové funkce na více stanicích (empirická Greenova funkce). Pole nevratného posunutí.

Útlum

Viskoelasticita, obecný Boltzmanův model. Komplexní viskoelastický modul, komplexní rychlost šíření, koeficient útlumu a fázová rychlost. Kvalita prostředí (Q faktor) a logaritmický dekrement; Qp a Qs. Vztah mezi útlumem a disperzí. Maxwelův, Futtermanův a Kjartanssonův model. Disipační operátory. Frekvenčně nezávislý a závislý útlum (vnitřní útlum a rozptyl). Tzv. kapa-efekt.

Seismické energie a pokles napětí

Paprsková aproximace a odhad energie z jedné stanice. Vztah seismické energie a momentu. Pokles napětí. Momentové magnitudo. Empirické vztahy mezi momentem a velikostí zlomu.

Výpočet momentových tenzorů z kompletních seismogramů

Metoda diskrétních vlnových čísel a program AXITRA. Elementární seismogramy. Různé parametrizace obrácené úlohy (např. s pevnou či volnou polohou zdroje, s předepsanou nebo volnou časovou funkcí). Odhad neurčitosti. Vícenásobné bodové zdroje. Program ISOLA.

Výpočet skluzu z kompletních seismogramů

Stanovení zlomové plochy. Parametrizace zdroje konečných rozměrů. Lineární a nelineární formulace obrácené úlohy. Regularizace. Odhad neurčitosti. Kombinace seismických a geodetických dat. Coulombovo napětí. Výpočet skluzu pomocí zdánlivých časových funkcí zdroje.

Základy dynamických modelů zdroje

Pevnost hornin, tření. Módy trhání. Síly působící na zlom, Mohrovy diagramy. Andersonova teorie zlomů. Dynamické trhliny s předepsanou rychlostí šíření, pokles napětí na kruhové trhlině (crack). Vývoj napětí na zlomu v průběhu vzniku a šíření trhliny, dynamický a statický pokles napětí. Konstituční vztahy a modely tření (slip weakening, rate & state). Dynamické modelování spontánní trhliny a zemětřesných cyklů. Koseismický a postseismický skluz, tečení, pomalá zemětřesení. Modely subdukčních zemětřesení.

Přímé modelování silných zemětřesných pohybů

Principy kinematických a kompozitních modelů a jejich směrovost. Kombinované deterministicko-stochastické modely. Využití empirické Greenovy funkce. Scénáře zlomového procesu pro hodnocení seismického ohrožení.

Modelování místních účinků.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK