روشها و چالش هایی در چگونگی قرائت فازهای بازتابی از موهو

نوع مقاله : مقاله تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 موسسه ژئوفیزیک دانششگاه تهران

2 استادیار گروه آموزشی زلزله‌شناسی رئیس مرکز لرزه‌نگاری کشوری

3 دانشیار گروه آموزشی زلزله‌شناسی

چکیده

فازهای PmP و SmS فازهای ثانویه هستند که از مرز موهو بازتاب شده‌اند. مسیر عبور فازهای بازتابی از موهو، از کل ضخامت پوسته می‌گذرد، بنابراین زمان سیر آنها حاوی اطلاعات مفیدی از پوسته است. در این تحقیق از زمین‌لرزه‌های محلی واقع در شمال غرب ایران در طول سالهای 1996-2017 که دارای بزرگای بیش از 3 و عمق کانونی کمتر از 35 کیلومتر هستند، استفاده شده است. لرزه‌نگاشت‌های کوتاه‌دوره و باندپهن هر زمین‌لرزه به صورت مجزا بررسی و پس از حذف روند و میانگین و استفاده از فیلترهای مناسب، قرائت فازهای بازتابی انجام شده است. در این بررسی، به دلیل یکسان بودن پاسخ دستگاه برای لرزه‌نگاشت‌های مختلف در محدوده فرکانسی مورد علاقه ما(1-10 هرتز)، از حذف پاسخ دستگاه صرف نظر شده است. علاوه بر فازهای بازتابی، فازهای مستقیم P و S نیز قرائت شده است. در این تحقیق برای شناسایی فازهای بازتابی موهو، از برون‌راند فازهای بازتابی، شباهت حرکت ذرات فاز بازتابی PmP و فاز مستقیم P و همچنین فاز بازتابی SmS و فاز مستقیم S استفاده شده است. همچنین به منظور افزایش دقت فازهای بازتابی قرائت شده، از داده‌هایی با اختلاف زمان سیر فازهای مستقیم و بازتابی مشاهده‌ای و محاسبه‌شده، بیشتر از 0.75 ثانیه صرف نظر شده است. این روش که به زمان سیر تفاضلی مرسوم است، باعث می‌شود که مقدار خطای قرائت فازها در محدوده خطای تعیین محل زمین لرزه ها قرار گیرد. پس از بررسی‌های مختلف، فیلتر میان‌گذر باترورث 0.5-4 هرتز برای قرائت فازهای PmP و فیلتر میان‌گذر باترورث 0.2-4 هرتز برای قرائت فاز بازتابی SmS مناسب دیده شد. در این بررسی فازهای P و PmP بر مولفه عمودی و فاز SmS بر مولفه‌های عرضی و شعاعی بررسی شده‌اند، اما برای اجتناب از هرگونه تاخیر زمانی که به دلیل ناهمسانگردی ایجاد می شود، فازهای S و SmS بر مولفه‌های افقی مشابهی قرائت شده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

How to read the reflection phases of Moho

نویسندگان [English]

  • fatemeh alidoost 1
  • Esmaeil Bayram Nezhad 2
  • Zaher Hossein Shomali 3
1 University of Tehran Institute of Geophysics
2 Assistant Professor, Department of Earth Physics
3 Researcher Associate Professor, Department of Earth Physics
چکیده [English]

PmP and SmS are secondary phases that are reflected from Moho discontinuity. Moho reflected phases contain information from the entire crust, thus their travel time and waveforms contain significant information about crustal structure. We used seismogram data associated to earthquakes with magnitude larger than 3.0 and focal depth shallower than 35 km occurred during 1996-2017 in NW Iran. The seismographs of each earthquake are investigated separately, thereafter removing mean and trend we examined appropriate band pass filters. In this study response of sensor in the our interest frequency(1-10HZ) is similar, thus we did not remove instrument response

Moreover, particle motion of PmP reflected phase is similar to P direct phase as compressional waves, particle motion of SmS and S phases show that these phase get to stations as shear waves. Thereafter picking Moho reflected and direct phases, if their travel time difference are less than 0.75 sec, so reflected picking phases are reliable. We found that Butterworth band pass filter with corner frequency 0.5 and 4 HZ is appropriate for providing clear PmP reflected phases and corner frequency with 0.2 and 4 HZ for SmS reflected phases. In general, the amplitudes of the reflection phases could be shorter than direct wave due to large attenuation along the long ray path and missing some energy at the reflection boundary. But in some samples, amplitude of Moho reflected phase is larger than direct phase, due to increment of Q values in lower crust relative to upper crust and source of earthquake. Therefore, to diagnose these phases, we often investigated, the cases that amplitude of the reflection phases will be larger relative to direct wave. We picked P and PmP from vertical component and considered the transverse and radial components for picking SmS reflected phase then read S phase from the component where the SmS phase is more clear and noticeable. However, we can read S phase from each of the two horizontal components but in general reading it from the identical components that used for picking SmS phase to avoid each time delays likely generated by anisotropy. Consistent with our research, curve dip of difference between reflected and direct phase increases with focal depth and epicenteral distance, but for focal depth greater than Conrad discontinuity and epicenteral distance more than 80 km, the rate of increment of slope curve increases. In this base, a total of 216 PmP, 310 first P, 254 S and,161 SmS phases were picked from seismograms in the local earthquakes of NW Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Secondary phase
  • Moho discontinuity
  • particle motion
  • vertical and Transverse component
  • local earthquakes of NW Iran
  • differential travel time