Jeoloji Uygulamalı Sismoloji - Kabuk ve Yeriçi Sismik Dalga Farzları 1 - bölüm 2 Sismik Dalgalar İ sve ç ’in g ü neybat a ç klar nda 15 Haziran 1985 tarihinde 490 km uzakl kta ve 15 km derinlikte İ sve ç te (Upsala G ö zlemevi) kaydedilen b ö lgesel bir depremin ( M L =4.6 ) 3 bile şen uzun periyod sismogramlar . Kabuk fazlarKabuk fazlar Sismik Dalgalar İ sve ç ’in kuzeyinde 19 Ekim 1988 tarihinde 80 km uzakl kta İ sve ç te (Upsala G ö zlemevi) kaydedilen bir mikro depremin D-B bile şen sismogram . En ü stteki iz orijinal sismograf olup ortada ki iz 12 Hz al ç ak ge ç i şli filtre edilmi ş halidir. En altta ki iz ise filtre edilmi ş olan izin zaman aral klar n n geni şletilmi ş halidir. (Kaynak: Anatomy of Seismograms)Kabuk fazlar Sismik Dalgalar A: S ğ ve B: orta derinlikte ki iki depremin k sa periyod d üş ey bile şen sismogramlar ( Kaynak: Anatomy of Seismograms, Kulhanek, 1990) Hemen hemen ayn magnit ü d ve i ç merkez (hypocenter) uzakl klar na ra ğ men iki sismograf olduk ç a farkl g ö r ü nmektedir. Genel olarak derin odakl depremler, s ğ depremlerle kar ş la şt r ld ğ nda P- ve S- fazlar daha belirgin ve daha kolay ay rdedilebilirler.Sismik Dalgalar Kabuk fazlar Kaynak mekanizmas n n etkisini g ö steren Japonyada ayn derinlikte (35 km) ve d ş merkez (epicenter) uzakl ğ nda (426 ve 417 km) meydana gelen iki depremin ayn istasyonda k sa periyod 3-bile şen sismogramlar . Ü stteki 3 sismograma bak ld ğ nda d üşü k frekanslar n hakim oldu ğ u ve alttakilere bak ld ğ nda ise y ü ksek frekanslar n hakim oldu ğ u g ö r ü lmektedir. Buna neden olarak; İ ki i ç merkezin yakla ş k ayn b ö lgede olmas ndan dolay iki depremin seyahat yollar n n ayn olmas ve etkisinin ihmal edilebilir olmas nedeniyle frekans i ç eri ğ inde ki bu farkl l k depremlerin kaynak mekanizmalar nda ki farkl l ktan dolay d r. İ lk var ş Pn faz d r, ve Sn ve Sg faz n n bu uzakl klarda 45-55 sn arkadan gelmesi beklenir. 2 dak .Sismik Dalgalar Kabuk fazlar 20 san. 16 Kas m 1985 te Japonyada meydana gelen derin odakl (308 km) bir depremin (d ş merkez uzakl ğ 157 km) k sa periyod 3-bile şen sismogramlar . Derin odakl bir deprem olmas ve P- faz n n hemen hemen dik olarak istasyona gelmesi nedeniyle (k üçü k şekil) bu P faz her üç bile şende de belirgin olarak g ö r ü l ü rken S faz D-B bile şeninde belirgindir.Kuzey Yunanistanda 23 May s 1978 tarihinde 2160 km uzakl kta ve 9 km derinlikte İ sve ç (Upsala G ö zlemevi) kaydedilen bir depremin ( M=5.7 ) d üş ey bile şen uzunperiyod sismogram (Zaman i şaretleri bir dakikad r). Daha uzun periyodlu LR dalgalar n n daha k sa LR dalgalar ndan sismogramlarda daha ö nce g ö r ü nd ü ğ ü ne dikkat edin. Sismik Dalgalar Kabuk fazlarSol: Telesismik P-dalgalar n n olu şturdu ğ u de ğ i şik ş n yollar ve derinlik fazlar . Sa ğ : 24 May s 1991 Peru depreminin (Odak derinli ğ i h=127 km) kay tlar a) olu şan derinlik fazlar , b) k sa periyod simulasyonu (Lay and Wallace, Modern Global Seismology, 1995; Elsevier Science (USA). Sismik Dalgalar Kabuk fazlarD ş merkez uzakl ğ 80 km ile 500 km aras nda de ğ i şen 11 istasyonda kaydedilen bir depremin (M=3.7) d üş ey bile şen k sa periyod sismogramlar . T ü m sismogramlara 0.7 Hz y ü ksek ge ç i şli filtre uygulanm şt r ve genlikler normalize edilmi ştir. 9 Ekim 1986 (sol ü stte ki) ve 7 Temmuz 1985 (sa ğ ü ste ki) tarihlerinde meydana gelmi ş iki b ö lgesel depremin kay tlar ; kabuk modeline g ö re ş n yollar (altta ki); bu kabuk modellerine g ö re hesaplanm ş seyahat zamanlar (ortada). (Anatomy of Seismograms, Kulh á nek, 1990). Not: Zaman ekseni 6.0 km/s ile indirgenmi ş zamanlard r Sismik Dalgalar Kabuk fazlarKabuk fazlar Records of a Vogtland swarm earthquake (17 Sept. 2000; Ml = 3.1) at stations of a local network in Germany. Left: arranged by distance together with the expected travel times for Pg and Sg for an average crustal model; right: on a map view with station positions. The circles indicate the position of the wavefronts of Pg (blue) and Sg (red) after 5, 10, 20 and 40 s, respectively (see also file 1 in IS 11.3 and related animation on CD-ROM). Almanyada lokal bir deprem kay t a ğ nda Vogtland depreminin (17 Eyl ü l 2000; Ml=3.1) sismogramlar . Solda ; Deprem odak uzakl ğ na g ö re dizilen sismogramlar. Mavi ve k rm z ç izgiler ortalama kabuk modeline g ö re hesaplanm ş Pg- ve Sg- dalgalar n n var ş zamanlar ; Sa ğ da : 5, 10, 20 ve 40 sn aral klarla Pg ( mavi ) ve Sg ( k rm z ) dalgalar n n dalga cepheleri’nin pozisyonu. (Animasyon) Sismik DalgalarComparison of Z-component short-period filtered records at station MOX, Germany, of two earthquakes in Northern Italy ( trace 1: 28 May 1998; trace 2: 24 Oct. 1994) at about the same epicentral distance (D = 505 km and 506 km, respectively) and with only slightly different backazimuth (BAZ = 171° and 189°, respectively). Note the very different relative amplitudes between Pn and Pg, due to either crustal heterogeneities along the ray paths or differences in rupture orientation with respect to the different take-off angles of Pn and Pg rays. Kuzey İ talyada yakla ş k ayn d ş merkez uzakl klar nda (D=505 km ve 506 km) meydana gelen iki depremin ( ü ste: 28 May s 1998 ve altta: 24 Ekim 1994) Almanyada MOX istasyonunda ki sismogramlar n kar ş la şt r lmas . Kabukta ki heterojen yap nedeniyle Pn ve Pg fazlar n n genlikleri aras nda ki farkl l ğ a dikkat edin !• Lokal depremlerin ( D<20 o ) frekans i ç eri ğ i genel olarak y ü ksektir (f 0.2 - 100 Hz). Bu nedenle lokal depremler en belirgin şekilde, ö rnekleme aral ğ f 80 Hz olan k sa periyod (SP) aletlerle veya k sa periyod filtre uygulanm ş geni ş band (BB) aletlerle kaydedilirler. Lokal ve b ö lgesel (D < 20 o ) deprem sismogramlar n n s ü releri birka ç saniye ile birka ç dakika aras nda de ğ i şir. • Lokal / b ö lgesel depremlerin kuvvetli olmas durumunda uzun periyodlu enerji yayarlar ve en belirgin olarak geni ş band ve uzun periyod sismograflarla kaydedilir. Uzak-B ö lgesel depremlerde kay t s ü resi yar m saati ge ç ebilir. • Lokal deprem sismogramlar nda ö nemli sismik fazlar Pg, Sg, Lg and Rg d r. B ö lgesel depremlere ait sismogramlarda ise, 100-150 km uzakl klar n ö tesinde, ek olarak Pn and Sn fazlar ilk gelen sismik dalgalar olarak g ö r ü l ü r. “ P ” dalgalar en iyi d üş ey bile şende “ S ” dalgalar ise yatay bile şenlerde kay t edilir. • Okyanusal kabukta olu şan depremlerde Pg faz pek g ö r ü lmez. Keza derin depremlerde lokal ve b ö lgesel fazlar g ö r ü lmez. Sismik Dalgalar Lokal ve B ö lgesel depremler i ç in genel kurallar• Lokal (yak n) depremlerin kabaca d ş merkez uzakl ğ n tahmin etmek i ç in P ve S dalga var şlar n n fark 8 ile ç arp l r. (Sg-Pg [s] X 8). B ö lgesel depremlerde ise zaman fark 10 ile ç arp l r (Sn-Pn [s] X 10). Lokal ve b ö lgesel depremlerin d ş merkez uzakl ğ n n daha do ğ ru tahmini i ç in seyahat zaman e ğ rileri ve tablolar kullan lmal d r veya uygun lokal / b ö lgesel kabuk modelleri kullanarak hesaplanmal d r. Sismik Dalgalar Lokal ve B ö lgesel depremler i ç in genel kurallar (Devam) Yak n depremlerde (k sa d ş merkez uzakl klar nda) LQ ve LR dalgalar n • tan mak zordur çü nk ü bu uzakl klarda bu dalgalar b ü y ü k genlikli S-dalgalar taraf ndan kirletilir / ö rt ü l ü r. Di ğ er taraftan, b ö lgesel ve uzak depremlerde sismogramlar LQ ve LR dalgalar n sismogramlar da tan mak olduk ç a kolayd r zira bu fazlar bu uzakl klarda di ğ er fazlara g ö re daha b ü y ü k genlikli olurlar ve S- dalgalar na g ö re olduk ç a gecikmeli gelirler. S ğ odakl bir deprem genellikle cisim dalga fazlar n n genliklerinden daha • b ü y ü k genlikli y ü zey dalgalar ü retirler. Di ğ er taraftan, derin odakl ayn magnit ü dl ü bir deprem ise anormal k üçü k genlikli y ü zey dalgalar ü retirler. Bu ö zellik yorumlay c ya s ğ ve derin odakl depremleri ay rd etmekte ö nemli bir ara ç t r.Sismik Dalgalar Lokal ve B ö lgesel depremler i ç in genel kurallar (Devam) • Rutin analizler i ç in a şa ğ da ki istasyon / a ğ okumalar yap lmal d r; İ lk var ş zaman ve ilk varan faz n polaritesi (y ö n ü ) • İ kincil lokal ve b ö lgesel fazlar n var ş zamanlar • Ya en b ü y ü k genlik ya da s ü reden lokal magnit ü d tayini • Sismogramlarda ki en b ü y ü k genlikli y ü zey dalgalar n n periyodlar ile deprem • d ş merkez uzakl klar aras nda do ğ ru orant l bir ili şki vard r. Ö rne ğ in 10, 50 ve 100 o uzakl klarda beklenen minumum Rayleigh-dalgas periyodlar s ras ile T min = 7sn, 13sn ve 16 sn dir. Okyanusu ge ç en LR dalgalar i ç in bu periyodlar biraz daha fazlala ş r. Bu ö zellik de yorumlay c ya depremin d ş merkez uzakl ğ ile ilgili ö nemli bir bilgi verir.B ö l ü m SonuDiscrimination between shallow and deep earthquakes Earthquakes are often classified on depth as: shallow focus (depth between 0 and 70 km), intermediate focus (depth between 70 and 300 km) and deep focus (depth between 300 and 700 km). However, the term "deep-focus earthquakes" is also often applied to all sub-crustal earthquakes deeper than 70 km. They are generally located in slabs of the lithosphere which are subducted into the mantle. As noted above, the most obvious indication on a seismogram that a large earthquake has a deep focus is the small amplitude of the surface waves with respect to the body-wave amplitudes and the rather simple character of the P and S waveforms, which often have impulsive onsets (see Fig. 4.13). In contrast to shallow-focus earthquakes, S phases from deep earthquakes may sometimes be recognizable even in teleseismic short-period records. The body-wave/surface-wave ratio and the type of generated surface waves are also key criteria for discriminating between natural earthquakes, which mostly occur at depth larger than 5 km, and quarry blasts, underground explosions or rockbursts in mines, which occur at shallower depth (see 11.2.5.2). Sismik DalgalarStein & WysessionTabaka s n r na gelen bir P-dalgas i ç in Kritik A ç