ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ КОРЫ ПОД СЕЙСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИЕЙ НА СПЕКТРЫ Р-ВОЛН. Ганеева Р.М. ГАО РАН

Ц ЕЛИ РАБОТЫ : o решение прямой задачи – определение спектральных характеристик горизонтальной и вертикальной компонент смещения на поверхности при падении волны Р на подошву коры снизу o исследование связи особенностей строения коры и особенностей спектров на основе модельных расчетов для разных моделей коры o сопоставление расчетных отношений амплитудных спектров и полученных из наблюдений землетрясений на двух станциях.

М ЕТОД Т ОМСОНА -Х АСКЕЛА. При падении упругой волны на пачку слоев в слоях образуются отраженные и преломленные волны, которые интерферируют, и на выходе из пачки спектр волны будет искажен по сравнению со спектром падающей волны Определение поля волн, прошедших через пачку слоев производится матричным методом Томсона-Хаскелла

Рассмотрим слой (n=1) на полупространстве (n=2) Выражения для смещений в Р и S волнах в слое и полупространстве : -

Выражения для компонент смещений и напряжений через коэффициенты А ± и В ± при z=0 с точностью до множителя где

Иначе Обозначим Тогда

На нижней границе слоя z=h где матрица

В ЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ НА СПЕКТРЫ ВЕРТИКАЛЬНОЙ И РАДИАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩИХ СМЕЩЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ. Осадочный слой 1 км Мантия Осадочный слой 1км Мантия Кора 30 км

C RUST 2.0 Crust новая глобальная модель коры Земли с сеткой 2х2 градуса (разработана группой ученыx: Gabi Laske, Guy Masters and Christine Reif ).. Вводя величины λ,φ мы получаем толщину коры в окрестности данной точки в виде значений величин: ice (ледяной слой) water (водный слой) soft sediments (рыхлые осадки) hard sediments (твердые осадки) upper crust (верхняя кора) middle crust (средняя кора) lower crust (нижняя кора)

Рыхлые осадки – терригенные, в них преобладает кремнезем, они более молодые: кайнозойские и мезозойские Твердые осадки - преобладают карбонаты, относят к палеозою.

П РИМЕРЫ РАСЧЕТА СПЕКТРОВ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ МОДЕЛЕЙ СТАНДАРТНОЙ КОРЫ РЫХЛЫЕ ОСАДКИ мантия h= км Vp=2.5 км/c Vs=1.2 км/c h=15.5 км Vp=6.2 км/c Vs=3.6 км/c h=16 км Vp=6.6 км/c Vs=3.7 км/c h=9.0 км Vp=7.3 км/c Vs=4.0 км/c

Т ВЕРДЫЕ ОСАДКИ h=15.5 км Vp=6.2 км/c Vs=3.6 км/c h=16 км Vp=6.6 км/c Vs=3.7 км/c h=9.0 км Vp=7.3 км/c Vs=4.0 км/c h= км Vp=4.0 км/c Vs=2.1 км/c мантия

Б ЕЗ ОСАДОЧНОГО СЛОЯ h=15.5 км Vp=6.2 км/c Vs=3.6 км/c h=16 км Vp=6.6 км/c Vs=3.7 км/c h=9.0 км Vp=7.3 км/c Vs=4.0 км/c мантия

Станция Обнинск (OBN) type, latitude, longitude, elevation: H crustal thickness, ave. vp, vs, rho: Mantle below Moho: ave. vp, vs, rho: layer crustal model (thickness, vp,vs,rho) water ice soft sed hard sed upper crust middle crust lower crust Crust 2.0 хzхz

Станция Ловозеро (LVZ) type, latitude, longitude, elevation: G crustal thickness, ave. vp, vs, rho: Mantle below Moho: ave. vp, vs, rho: layer crustal model (thickness, vp,vs,rho) water ice soft sed hard sed upper crust middle crust lower crust хzхz

Н АБЛЮДАЕМЫЕ СПЕКТРЫ

OBN

С ОПОСТАВЛЕНИЕ НАБЛЮДАЕМЫХ И РАССЧИТАННЫХ СПЕКТРОВ H кмVp км/сVs км/с мантия H кмVp км/сVs км/с мантия Модель Crust 2.0 под Обнинском Смоделированная модель

LVZ

H кмVp км/сVs км/с мантия H кмVp км/сVs км/с мантия Модель Crust 2.0 под Ловозером Смоделированная модель

В ЫВОДЫ Наличие осадочного слоя приводит к появлению резких максимумов и минимумов на спектрах горизонтальной и вертикальной составляющей. Особенности реальных спектров не могут быть объяснены глобальной моделью коры Земли Crust 2.0. Под каждой станцией модель коры должна оцениваться путем статистического усреднения спектров от разных землетрясений. Для исключения влияния коры под станцией на спектр волны Р, падающей на подошву коры, необходимо для полученной модели коры вычислять отдельно Z(вертикальную) и R(радиальную) компоненты, и делить наблюдаемые спектры на теоретически рассчитанные.