Сейсмические морские волны. Цунами - Мурти Т.С.
Скачать (прямая ссылка):
'=4+7- (Ал8)
где V —видимая поверхностная скорость, а / — начало прямой линейного участка ветви годографа. Эпицентр и значение I определяются из следующего условия, справедливого для каждой станции:
Интервал времени между вступлениями S- и Р-волн (S — P — интервал) используют для определения приближенного положения эпицентра, величин v и /. Приближенные значения координат эпицентра, величин v и I1 а также эпицентральных расстояний отмечены звездочкой: соответственно (Pq , Я*, /*, v*9
Д*.! Чтобы найти поправки к этим значениям по методу наименьших квадратов, можно воспользоваться уравнениями [290]:
(tn-I*-df)(v+dv)- -|~ flfcp0--|А rfX0 = А*П9
или сохраняя лишь первый порядок малых отклонений
[tn - /*) dv—v*dI—~ dy0 ~ ~ dl0 = А* --(*„ — /*) v.
Решение соответствующего числа таких уравнений дает поправки dv, dl, depo, dio.
Метод пары станций. Это — приближенный метод, но он также заслуживает внимания. Предположим, что две станции приняли Р-волну в одно и то же время. Тогда эпицентр землетрясения лежит на большом круге, проходящем через середину дуги большого круга, соединяющего станции и нормально к нему! Предполагается, конечно, что Р-волны распространяются во все стороны с одной и той же скоростью. Но это не совсем точно из-за горизонтальной неоднородности земной коры. Если найдено две такие пары станций, то эпицентр лежит на пересечении двух больших кругов. Большее количество пар станций или другие данные, такие как S—Р-интервалы, укажут то пересечение, которое является верным. Поскольку очень маловероятно отыскать пары станций, на которые Р-волны приходят точно в одно и то же время, на практике отбирают те станции, на которых время Р-фаз приблизительно одинаково.
Метод интервалов. По S—Р-интервалам можно быстро определить положение эпицентра землетрясения. Для предсказания цунами такое быстрое определение в высшей степени привлека-
386
тельно, даже если оно неточно. Приближенное положение эпицентра получают по S—Р-интервалам трех станций. Байерли [103] предупреждает, что после идентификации P- и S-фаз нужно проверить интервал между S- и поверхностными волнами, вступающими после S-волн. Однако хороший контроль невозможен, так как поверхностные волны сильно рассеиваются. Именно из-за рассеивания совершенно исключается использование поверхностных волн для определения эпицентра по методу интервалов.
Если проверка не дает четкого результата, то, возможно, что P- и S-волны направленно идентифицированы. Байерли приводит пример, когда на сейсмограммах из Беркли от землетрясения, произошедшего в Индии, PP- и SKS-фазы выглядели как P- и S-фазы от близкого эпицентра. Таким образом, если удается хорошо идентифицировать другие фазы, такие, как PP и SKS1 то интервал между ними тоже можно использовать для быстрого нахождения эпицентра. Практически в большинстве случаев берут S—Р-интервалы.
Метод направлений [103, с. 224]. Р-волны первыми приходят на сейсмическую станцию. Достигая поверхности, они отражаются. Движение грунта создается как прямой, так и отраженной волной. Видимый угол падения прямой волны на поверхность (он определяется как 1/tg отношения горизонтальной и вертикальной амплитуд смещения) не дает направления прихода волн. Но поскольку амплитуды горизонтальных смещений лежат в плоскости большого круга, соединяющего станцию с эпицентром, его направление можно найти, составляя векторы первых амплитуд Р-волны по двум компонентам — меридиональной и зональной. После определения направления дуги большого круга, анализируют вертикальную компоненту. Если движение направлено вверх, то первая волна является волной сжатия и горизонтальное движение направлено от эпицентра. После того как найдено направление на эпицентр, определяют эпицентраль-ное расстояние по S—Р-интервалу, и, таким образом, находят примерное положение эпицентра.
А.4. Механизм землетрясений
Теория упругой отдачи Рейда была развита в связи с землетрясением в Сан-Франциско в 1906 г. На рис. А.4 O7O" означает линию разлома, AOB— нормаль к линии разлома [236]. Диаграмма изображена с искажением масштабов: действительный размер разрыва O7O" примерно 6 м, а поперек разрыва диаграмма охватывает около 30 км. Линия AOB постепенно изгибалась и приняла положение А'ОВ'. В тот момент, когда напряжения на разломе превышают прочность материала, происходит срыв: линия А'О мгновенно принимает положение Л'0', а линия
25*
387
OB'—положение 0"?'. Это внезапное возвращение к равновесному состоянию разряжает напряжение и приводит к землетрясению. В действительности разрыв происходит не в одной точке плоскости разлома. При землетрясении в Сан-Франциско дви-
A':
о' 01
_____д
у ----_
0" '
Рис. А.4. Реконструкция региональных смещений, предварявших землетрясение в Сан-Франциско, и их высвобождение в виде сдвига по разрыву. Эта схема дает основу для объяснения механизма землетрясений по теории упругой отдачи [236].
U
О»
+ В
жение вдоль разлома Сан-Андреас происходило на расстоянии 402 км [236]. В таком случае фокус должен быть определен как точка, в которой начинается разрыв.
