Fyzika zemětřesného zdroje

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 napětí

Paprsková 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 seismogramů

Metoda 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 seismogramů

Stanovení 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 zdroje

Pevnost 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.

Anotace

Greenův tenzor (daleká a blízká zóna, statika). Tenzor seismického momentu.

Vlnové pole. Útlum. Časová funkce zdroje (směrovost). Výpočet momentového tenzoru ze seismogramů.

Odhad velikosti zlomové plochy a poklesu napětí. Energie seismických vln.

Momentové magnitudo. Princip skluzové inverze ze seismických a geodetických dat.

Inverze pole napětí z mechanizmů ohniska. Coulombovo napětí. Základy dynamických modelů zdroje.

Přímé modelování silných zemětřesných pohybů (deterministická a stochastická složka).