Исследование влияния геоморфологических и физических особенностей среды на фоновые колебания земной поверхности в диапазоне периодов от секунд до десятков минут
Диссертация
Вторая глава посвящена экспериментальному доказательству влияния скрытых геологических структур на формирование высокочастотного микросейсмического поля, что является своеобразным методическим обоснованием перехода к изучению более крупномасштабных структур. Приводится описание практического изучения пространственных, спектральных, статистических и поляризационных характеристик микросейсмического… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Геолого-геофизическая изученность региона исследований. Современные геодинамические наблюдения
- 1. 1. Эволюция Канарского архипелага
- 1. 2. Строение региона Канарского архипелага
- 1. 3. Геология и эволюция о. Ланцароте
- 1. 4. Геофизические исследования на о. Ланцароте
- 1. 5. Выводы
- Глава II. Экспериментальное исследование влияния горизонтальных геологических неоднородностей на распределение параметров микросейсм на о. Ланцароте
- II. 1. Микросейсмические наблюдения на о. Ланцароте
- И.2. Изучение характеристик сигнала
- 11. 3. Результаты наблюдений
- 11. 4. Сопоставление с гравиметрической съемкой
- II. 5. Рассмотрение задачи прохождения волны Рэлея через вертикальный контакт двух сред для моделирования
- II. 5.1. Моделирование
- II. 6. Выводы
- III. 1. Опыт изучения фоновых низкочастотных колебаний
- 111. 2. Технические характеристики аппаратуры
- 111. 3. Приливные характеристики сигнала
- 111. 4. Выделение собственных колебаний Земли после сильного землетрясения 23.06.2001 у побережья Перу
- 111. 5. Результаты спектрального анализа фоновых колебаний в диапазоне 0.2 — 5 мГц
- 111. 6. Результаты поляризационного анализа фоновых колебаний в диапазоне 0.2−5 мГц
- 111. 6. 1. Поляризация синтетического приливного ряда
- 111. 6. 2. Поляризация наблюденных приливных волн
- III. 6.3. Исследование поляризации колебаний в диапазоне 0.2−5 мГц
- 111. 7. Изучение возможной связи регистрируемых спектров в диапазоне 0.2−5 мГц с другими полями
- 111. 8. Обсуждение
- 111. 9. Выводы
Список литературы
- Аки К. и Ричарде П. Количественная сейсмология // М.:Мир, 1983, т. 1,2.
- Антоненко Э.М., Прошунина С. А. Экспериментальные данные изучения высокочастотных микросейсм, как метода сейсмического микрорайонирования // Сейсм.микрорайонирование. Душанбе, 1973, вып.1, 6−13.
- Антоненко Э.М., Прошунина С. А. Экспериментальные данные изучения высокочастотных микросейсм, как метода сейсмического микрорайонирования // Сейсмическое микрорайонирование. Душанбе, 1973. Вып.1.С.6−13.
- Антоненко Э.М., Саваренский Е. Ф. О природе высокочастотных микросейсм // Изв. АН Каз.ССР. Сер. геол., 1963.T.3, № 54. С.81−90.
- Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов // М.:Мир, 1974.
- Березкин В.А. Динамика моря // М.:Гидрометеоиздат, 1947.
- Боярский Э.А., Васильев И. М., Суворова И. И. Исследование наклонов и деформаций на геофизической станции Протвино // Физика Земли, 2001, № 9, С.69−75.
- Винник Л.П. Структура микросейсм и некоторые вопросы методики группирования в сейсмологии // М.: «Наука», 1968.
- Винник Л.П., Денисков А. С., Коньков Г. Д. Структура микросейсм в области частот около 1 Гц. Результаты наблюдений // Физика Земли, 1967, № 8, 21−28.
- Винник Л.П., Пручкина Н. М. Исследование структуры короткопериодных микросейсм // Изв. АН СССР. Сер.геофиз. 1964. № 5. С.688−701.
- П.Волков В. А., Дубров М. Н., Калинина А. В., Матвеев Р. Ф., Николаев А. В. О возможной связи волновых динамических возмущений в атмосфере и литосфере Земли// V Междунар. конф. «Новые идеи в науках о Земле», МГГА, Москва, апр. 2001 г. М., 2001.
- Волков В.А., Калинина А. В., Горбатиков А. В., Р.Виейра, Х.Арнозо. Выявление периодичностей в фоновых колебаниях Земли в миллигерцовом диапазоне по результатам наклономерных наблюдений // «Наука и технология в России», № 4 (55), 2002, стр.7−12.
- Голицын Б.Б. Лекции по сейсмометрии // Санкт-Петербург:Типография Императорской АН, 1912,654с.
- Горбатиков А.В., Барабанов В. Л. Опыт использования микросейм для оценки состояния верхней части земной коры // Физика Земли, 1993, № 7. С.85−90.
- Гордеев Е.И., Чебров В. Н. Применение штормовых микросейсм для изучения верхнего строения земной коры // Вулканология и сейсмология, 1979, № 2, 37−42.
- Гутенберг Б. Основы сейсмологии // пер. Гамбурцева Г. А., М.:изд-во НКТП СССР, 1935.
- Давыдов А.В., Долгих Г. И. Регистрация сверхнизкочастотных колебаний 52.5-м лазерным деформографом // Физика Земли. 1995. № 3. С.64−67.
- Долгих Г. И., Копвиллем У. Х., Павлов А. Н. Наблюдение периодов собственных колебаний Земли лазерным деформографом // Физика Земли, 1983, № 2. С. 15−20.
- Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет // М.:Наука, 1983.20.3апольский К. К. Измерение уровня и спектрального составакороткопериодных микросейсм // Вопросы инженерной сейсмологии. 1960. № 10, С.87−98.
- Калинина А.В., Волков В. А., Виейра Р., Арнозо X., Багмет А. Л., Булошников A.M., Горбатиков А. В., Николаев А. В. Российско-Испанские исследования на Канарских островах // Сейсмические приборы, 1998, Вып.30, С.40−50.
- Латынина Л.А., Боярский Э. А., Васильев И. М., Сорокин В. Л. Наклономерные наблюдения на подмосковной станции Протвино // Физика Земли, 1997, № 11, С.86−93.
- Левшин А.Л., Яновская Т. Б., Ландер А. В., Букчин Б. Г., Бармин М. П., Ратникова Л. И., Итс Е.Н. Поверхностные сейсмические волны в горизонтально-неоднородной Земле // М.:Наука, 1987.
- Линьков Е.М., Петрова Л. Н., Осипов К. С. Сейсмогравитационные пульсации Земли и возмущение атмосферы как возможные предвестники сильных землетрясений // Докл. РАН, 1990, Т. 313. № 5. С. 1095−1098.
- Лутиков А.И. Определение коэффициента прохождения Рэлеевской волны через вертикальный контакт двух сред // Физика Земли, 1978, N 4, с. 17−23.
- Мазарович А.О. Геологическое строение Центральной Атлантики: разломы, вулканические сооружения и деформации океанского дна // М.: Научный Мир. 2000.
- Мельхиор П. Земные приливы // перевод с англ., под.ред. Парийского Н. Н. М.:Изд-во Мир, 1968.
- Миронова Л.И., Охоцимская М. В., Хоромский A.M. Результаты обработки приливных наклонов на станции Обнинск за 1967−1968гг.// Изучение приливных деформаций Земли. М.:Наука, 1973. С.82−95.
- Нестеров В.В., Головин С. Л., Насонкин В. А. Измерения длиннопериодных колебаний Земли лазерными интерферометрами-деформографами // Физика Земли, 1990, № 4. С. 72−78.
- Николаев А.В. Возможности исследования сред со случайным распределением неоднородностей и в присутствии микросейсм // Изв. АН СССР. Физика Земли, 1968, № 6, с.26−28.
- Островский А.Е. Наклономер с фотоэлектрической регистрацией // Сб. Изучение земных приливов. Сер. Результаты МГГ. М.:Изд-во АН СССР, 1961. № 2. С. 41−75.
- Островский А.Е., Матвеев П. С. Приливные наклоны земной поверхности по наблюдениям в СССР // Изучение приливных деформаций Земли. М.:Наука, 1973. С.60−71.
- Петрова Л.Н. Сейсмический процесс в интервале частот 0.05−0.5 мГц: закономерности и особенности // Вулканология и сейсмология, 1999, № 4−5. С. 116−124.
- Петрова Л.Н., Волков В. А. Динамические особенности сейсмогравитационных колебаний Земли // Докл. АН СССР, 1996, Т. 351. № 5. С. 683−686.
- Рыбкин И.С. Автоматизированная сейсмонаклономерная станция // Регистрация и обработка информации в сейсмометрии. Сейсмические приборы. М.: Наука, 1983. С. 173−176.
- Рыкунов JI.H. Микросейсмы // М.:Наука, 1967, 86с.
- Стейси Ф. Физика Земли // перевод с англ., под ред. Жаркова В. Н. М.:Изд-во Мир, 1972.
- Табулевич В.Н. Комплексные исследования микросейсмических колебаний//Новосибирск: Наука, 1986, 151с.
- Alsop L.E., Goodman A.S., Gregersen S. Reflection and transmission of inhomogeneous waves with particular application to Rayleigh waves // Bull. Seismol. Soc. Amer., 1974, vol.64, p. 1635−1652.
- Alsop, L., Sutton, G. and Ewing, M. Free oscillations of the Earth observed on strain and pendulum seismographs // J.Geophys.Res., 1961, 66, p.631.
- Armenti P., Marinoni L. and Pasquare G. Geological map of the island of Lanzarote // ESF Meeting on Canarian Volcanism, Lanzarote, 1989, p. 198 200.
- Arnoso J., Fernandez J. and Vieira R. Interpretation of tidal gravity anomalies in Lanzarote, Canary Islands // J. Of Geodynamics 2001a, 31, p.341−354.
- Arnoso J., Vieira R., Velez E., Ruymbeke M. and Yenedikov A. Studies of tides and instrumental performance of three gravimeters at Cueva de los Verdes (Lanzarote, Spain) // J. of Geodetic Society of Japan, 2001b, vol.47, Nol, p.70−75.
- Arnoso, J., Vieira, R., Velez, E., Weixin, C., Shiling, Т., Jun, J. and Venedikov, A. Monitoring tidal and non-tidal tilt variations in Lanzarote Island (Spain) // J. Geodetic Soc.Japan, 2001c, 47, No. l, p.456−462.
- Asten, M. Geological control on the three-component spectra of Rayleigh-wave microseisms // Bull.Seismol.Soc. Amer., 1978, 68(5), p. 1623−1636.
- Banda E., Danobeitia J.J., Surinach E. and Ansorge J. Feature of Crustal Structure under the Canary Islands // Earth Planet.Sci.Lett., 1981, 55, p. ll-24.
- Banda, E., Danobeitia, J.J., Surinach, E. & Ansorge, J. Features of crustal structure under Canary Islands // Earth planet. Sci. Lett., 1981,55, p. l 1−24.
- Benioff, H., Press F. and Smith S. Excitation of the free oscillations of the Earth by earthquakes // J.Geophys.Res., 1961, 66, p.605−620.
- Bosshard, E. and MacFarlane, D.J. Crustal structure of the W Canary Islands from seismic refraction and gravity data // J. geophys. Res., 1970, 75, p.4901−4918.
- Camacho, A.G., F.G. Montesinos, R. Vieira, and J. Arnoso. Modeling of crustal anomalies of Lanzarote (Canary Islands) in light of gravity data // Geophys. J. Int., 2001,147, p. 1−22.
- Canales, J.P. and Danobeitia, J.J. The Canary Islands swell: a coherence analysis of bathymetry and gravity // Geophys. J. Inst., 1998, 132, p.479−488.
- Carracedo J.C. Growth, structure, instability and collapse of Canarian volcanoes and comparisons with Hawaiian volcanoes // J. of Volcan. and Geotherm.Res., 1999, 94, p. l-19.
- Chavez-Garcia, F.J., J. Cuenca, and J. Lermo. Seismic microzonation in Mexico. The examples of Mexico City, Oaxaca and Puebla // Proc. 5th Int. Conf. On Seism. Zonation. Nice, France., 1995, Vol. I, p. 699−706.
- Chojnicki, T. & Kaczorowski, M. Tilt and gravity Earth tides observations at Polish stations 0905 and 0906 // Proc.: Tenth Inter. Symposium on Earth Tides. Madrid, September 23−27,1985.P. 189−197.
- Danobeitia, J.J., Canales, J.P. and Dehghani, G.A. An estimation of the elastic thickness of the lithosphere in the Canary Archipelago using admittance functions // Geophys. Res. Lett., 1994, 21, p.2649−2652.
- Diez-Gil J.L., Albert J.F., Torres F., Valentin A. Shallow H.D.R. geothermal field in Lanzarote (Canary Islands). Potential evaluation and heat extraction tests // Final Report. Project JC) UG.0004.ES (JR), 1992.
- Drake L.A. Rayleigh waves at the continental boundary by finite element method // Bull.Seismol.Soc.Amer., 1972, vol.62, p.1259−1268.
- Field, E.H., S.E. Hough, and К. H. Jacob. Using microtremors to assess potential earthquake site response: a case study in Flushing Meadows, New York City // Bull. Seism. Soc. Am., 1990, 80, p.1456−1480.
- Fuster, J.M., Fernandez Santin, S and Sagredo, J., 1968. Geology and Volcanology of the Canary Islands. Lanzarote // Instituto Lucas Mallada, CSIS, Madrid, 1968.
- Gregersen S. Possible mode conversion between Love and Rayleigh waves at the continental margin // Geophys.J.Roy Astron.Sco., 1978, vol.54, p.121−127.
- Harrison J.C. Cavity and Topographic effect in tilt and strain measurement // J.Geophys.Res, 1976, v.81, N2, p.319−328
- Horike, M. Inversion of phase velocity of long period microtremors to the S-wave velocity structure down to the basement in urbanized areas // J. Phys. Earth, 1985, 33, p.59−96.
- Kalinina A., Volkov V., Vieira R., Arnoso J., Gorbatikov A. Seismo-tilt observations in Geodynamic Observatory Cueva De Los Verdes, Lanzarote Isl., Spain // Geophys. Res. Abstr. 26 th General Assembly EGS. Nice, France, 26−30 March, 2001, p.487.
- Kanai, K. and T.Tanaka. Measurement of the microtremor // Bull. Earthquake Res. Inst. Tokyo Univ., 1954, 32, p. 199−209.
- Katz, L.J. and R.S. Bellon. Microtremor site analysis study at Beatty, Nevada // Bull. Seism. Soc. Am., 1978, 68, p.757−765.
- King G.C.P., Bilham R.G. Tidal tilt measurement in Europe // Nature, 1973, 243, p.74−75
- Knopoff L. A matrix method for elastic wave problems // Bull. Seismol. Soc. Amer., 1964, vol.54, p.431−438.
- Knopoff L., Hudson J.A. Transmission of Love waves past a continental margin // J.Geophys.Res., 1964, vol.69, p. 1649−1653.
- Kobayashi, N. & Nishida, K., 1998. Continuous excitation of planetary free oscillations by atmospheric disturbances, Nature, 395, 357−360.
- Kobayashi, N., Nishida, K. and Fukao, Y. Continuous excitation of Earth’s free oscillations // Proceed, of Int. Conf. «Long-term Observations in the Oceans», 2001, Fuji, Yamanashi, Japan, p.30−32.
- Lacoss R.T., E.J. Kelly and M.N. Toksoz. Estimation of seismic noise structure using arrays // Geophysics, 1969, 1(34), p.21−38.
- Lermo, J. and F J. Chavez-Garcia. Are microtremors useful in site response evaluation? // Bull. Seism. Soc. Am., 1994, 84(5), p.1350−1364.
- Lysmer J. Lumped mass method for Rayleigh waves // Bull. Seismol. Soc. Amer., 1970, vol.60, p.89−104.
- MacFarlane D. J. and Ridley W.I. An interpretation of gravity data for Lanzarote, Canary islands // Earth Planet. Sci.Lett., 1969, 6, 431−436.
- Mai A.K., Knopoff L. Transmission of Rayleigh waves at a corner // Bull. Seismol. Soc. Amer., 1965, vol.55, p.455−466.
- Malischewski P. Surface waves in media having lateral inhomogeneities // Pure and Appl.Geophys., 1976, vol.114, p.833−843.
- Malischewski P. The influence of curved discontinuities on the propagation of surface waves // Gerlands.Beitr. Geophys., 1974, Bd.83, N5, p.355−368.
- Marinoni L.B. and Pasquare G. Tectonic evolution of the emergent part of a volcanic ocean island: Lanzarote, Canary Islands // Tectonophysics, 1994, 239, 111−135.
- Marinoni, L.B. Evoluzione geologica e sttructurale dell’isola di Lanzarote (Islas Canarias) // PhD thesis, University of Milan, Milan, 1991.
- Matsushima, T. and H. Okada. Determination of Deep Geological Structures under Urban Areas Using Long-Period Microtremors // Butsuri-Tansa, 1990, 43, no. l, 21−33.
- Muller, T. and Zurn, W. Observation of gravity changes during the passage of cold fronts // J.Geophys., 1983, 53, p. l 55−162.
- Nakamura, Y. A method for dynamic characteristics estimation of surface using microtremor on the ground surface // QR of RTRI, 1989, 30, no. l, February, 25−33.
- Nawa, K., Suda, N., Fukao, Y., Sato, Т., Aoyama, Y. and Shibuya, K. Incessant excitation of the Earth’s free oscillations // Earth Planet. Space, 1998, 50, p.3−8.
- Omori, F. On micritremors // Res.Imp.Earthquake Inv. Comm., 1908, 2, 1−6.
- Omote, S. and N. Nakajima. Some considerations for the relation between microtremors and underground structure // Bull. Int. Inst. Seism. Earthquake Eng., 1973, 11, p.9−19.
- Pekeris, C., Alterman, Z. and Jarosch, H. Comparison of theoretical with observed values of the periods of free oscillations of the Earth // Proc. Nat. Acad. Sci., Wash., 1961, 47, p.91.
- Ranero, C.R., Banda, E. and Buhl, P. The crustal structure of the Canary basin: Accretion process at slow spreading centers // J. geophys. Res., 1997, 102, p.10 185−10 201.
- Roest W.R., Danobeitia J.J., Verhoef J. and Collette B.J. Magnetic anomalies in the Canary Basin and the Mesozoic evolution of the Central North Atlantic//Mar.Geophys.Res., 1992, 14, p. l-24.
- Ruymbeke M., Somerhausen A., Ducarme В., Vieira R., Arnoso J. and Velez E. Projects of the Royal Observatory of Belgium (ROB) at the Lanzarote Geodynamic Laboratory (LGL) // J. of Geodetic Society of Japan, 2001, vol.47, Nol, 463−469.
- Sakajiri, N. Experimental study on fundamental characteristics of long-period microtremors // Bull. H.I., 1982, T. 2, p. l 12−154.
- Sato, Т., H. Kawase, M. Matsui, and S.Kataoki. Array measurements of high frequency microtremors for underground structure estimation // in Proc. 4th. Conf. on Seismic Zonation. Stanford, California, 1991, Vol. II, 409−415.
- Seidler E., Jacoby W.R. and Cavsak H. Hotspot distribution, gravity, mantle tomography: evidence for plumes // J. of Geodynamics, 1999, 27, p.585−608.
- Seo, К., Haile, M., Kurita, К., Yamazaki, К. and Nakamura, A. Study of site effect in Kobe area using microtremors // X-th World Conference on Earthquake Engineering, Acapulco, 1996, #1656, Elselvier Science Ltd.
- Suda, N., Nawa, K. & Fukao, Y. Earth’s background free oscillations // Science, 1998, 279, p.2085−2091.
- Tanimoto, T. & Um, J. Cause of continuous oscillations // JGR, 1999, 104, p.28 723−28 739.
- Tanimoto, Т.- Um, J., Nishida, K. and Kobayashi, N. Earth’s continuous oscillations observed on seismically quiet days // Geophys. Res. Lett., 1998, 25, NolO, p.1553−1556.
- Udwadia, F.E. and M.D. Trifunac. Comparison of earthquake and microtremor ground motions in El Centro, California // Bull. Seism. Soc. Am., 1973, 63, p.1227−1253.
- Van Camp, M., 1999. Measuring seismic normal modes with the GWR C021 superconducting gravimeter, Phys. Earth & Planet. Interior, 116. 81−92.
- Vieira, R., Van Ruymbeke, M., Fernandez, J., Arnoso, J. and Того, С. The Lanzarote underground laboratory // Cahiers du Centre Europeen de Geodynamique et de Seismologie, 1991, 4, p.71−86.
- Watts A.B., Peirce C., Collier J., Dalwood R., Canales J.P. and Henstock T.J. A seismic study of lithospheric flexure in the vicinity of Tenerife, Canary Islands // Earth planet. Sci. Lett., 1997, 146, p.431−447.
- Wessel P. and Kroenke L. A geometric technique for relocating hotspots and refining absolute plate motions // Nature, 1997, vol.387, p.365−369.
- Wilson, J.T. Mantle plumes and plate motions // Tectonophysics, 1973, 19, p.149−164.130
- Wiechert E. Verhandlungen der zweiten Internationalen Seismologischen Konferenz. Gerl.Beitr. Geophys. Erganzungsband 2, 1904, p.41−43.
- Wolfe C.J. Prospecting for hotspot roots // Nature, 1998, vol.396, 212−213.
- Ye, S., Canales J.P., Rihm R., Danobeitia J J. and Gallart J. A crustal transect through the northeastern part of the volcanic edifice of Gran Canaria, Canary Islands // J. of Geodynamics, 1999, 28, p.3−26.