Předmět Fyzika zemětřesného zdroje (NGEO074)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu NGEO074 - Fyzika zemětřesného zdroje, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

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.

Sylabus

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 napětíPaprsková 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 seismogramůMetoda 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 seismogramůStanovení 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 zdrojePevnost 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.

Literatura

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.

Garant

prof. RNDr. Jiří Zahradník, DrSc.