三章地震波.ppt

* 核爆监测—维护世界和平 全面禁止核试验条约（CTBT）的地震台站分布 地震波进行勘探—造福人类 利用传播路径通过下地幔中特定区域的地震 射线对该区进行层析扫描 利用麦卡托投影绘出地410千米以上地球速度分布的三维图像 红色 区域为S波低速区(热的岩石);蓝色区域为S波高速区(相对冷的岩石); 太平洋洋盆边缘较热岩石清晰可见 地球整体振荡可能是T型或S型 T型振荡完全由地球 岩石的水平运动引起，S型振荡由地球径 向位移和水平位移共同引起 五、地震学进展 20世纪初由于地震波的记录和分析，使地震学从宏观描述向数理科学的方向发展，扩展了研究领域，出现了一些分支学科，并有了多方面的应用。 第二次世界大战以后，几乎地震学的各个方面都有显著进步。由美国科学家瑞德（Reid）研究1906年旧金山地震奠基的地震成因研究，得到了扩展和加深。我们现在具备一个关于整个地球变形的理论，它可以解释为什么大地震发生于日本和加利福尼亚等一些地方，而加拿大或法国的辽阔原野则没有大地震。 第二次世界大战后，地震波被用来监测地下核爆炸。在地震波的记录和观测中，还取得了地球自由振荡的资料。 科学家已决定在世纪之交建立一个全球地震仪器网，但这一观测计划具有的科学历史意义。这个地震观测的全球性网络，在近几十年里日益加强，现已成为重大科学成就之一。从这些观测记录中，科学家们已能推测某些地震的成因和地震波传播时通过地球的途径，还能区别天然地震和地下核试验引发的地震 从20世纪60年代中叶起，世界各国开始有计划地进行地震预报工作。经过30多年的努力，各国地震专家积累了大量的前兆震例资料，在地震的长、中期预测上取得了不少进展。 迄今，全世界已有大约440个数字地震台，我国现共有11个数字地震台网，在地震科学研究中发挥了重要作用。 地震学家们现在已经可以对地壳、地幔和地核的三维结构进行层析成像，由此揭示地球内部的非均匀性和各向异性。这对于阐明山脉和高原的隆升、沉积盆地的沉降、成矿规律等都具有重要意义。 由于人类至今对地震的震源环境所知不多，对地震前兆异常的机制不十分清楚，尚未建立依据充分、令人信服的地震成因理论或模型，从而也就不能建立有效的监测方法。 奥尔德姆和莱曼解决了科学中所谓的“正演问 题”。按专门术语描述就是，他们提出地球的 初始假定模型，限定内边界的半径，并假定 可能的地震波速度，然后用简单的公式，如 “速度等于距离除以时间”，去预测理论走时， 预测值可以和观测走时比较。这种类型的问 题被称之为正演问题。是因为首先假定了地 球内部的性质为已知，然后从这些性质去预测 何时能在地球表面观察到这些波。在他们论 证的第二阶段，采用试错法去改进模型以提高 与观测结果之间的吻合程度。 正演问题 反演问题 先用观测走时给出距离，并由此推导出速度分布以及地质构造。这种类型的问题是“反演问题”。 第三章复习与习题 一、地震波分几大类，分别是什么？有什么特点？ 二、地震波传播速度由什么决定的？ 三、地震波Ｐ、Ｓ波在地球内传播的速度是怎样变化的？ 四、地震波的波序是怎样？ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 双层地壳模型的走时方程 双层地壳模型是指假设康拉德界面(Conrad surface)存在的情况，这种情况下的主要近震波有：震源在康拉德界面上方；震源在康拉德界面下方莫霍界面上方；震源在莫霍界面下方三种情况。 球对称介质中的走时方程 波沿射线传播一位小单元时，传播路径与向径之间的对应关系 地震波从A点传播到B点所需要的时间 当把已知的许多地震波的走时及震源与记录地震台站间的距离点在图上时，得到许多个零散的点并渐渐显出平均曲线如下图所示，利用这一结果可从世界各地许多地震台记录的新发生地震的P波和S波到时确定震中位置。 从穿过地幔的P波走时做出的走时曲线 下图是著名的全球平均地震走时表，它是20世纪30年代末期由那一时期最杰出的两个地震学家杰弗里斯(Jeffreys)爵士和布伦（Bullen）教授制定的，地震学界使用该表50多年，一直用它做标准，确定实测地震波和标准模型的偏差。 汶川地震波 在不同距离上“看”到的地震波 以地球为参照物，地震震源与接收点之间的关系可以分成四种：地震就在“脚下”，地震在?100千米范围内，地震在100～1000千米范围内，地震在1000千米之外。在这四种情况下，起?决定性作用的地震波是不同的。 （1）对于地震“就在脚下”和地震在100千米范围内的情况，可以清楚地“看”到走在前面的纵?波和走在后面的横波及其尾波，由于震源与观测者之间的距离比较近，所以地震波的高频成?分还没有被衰减掉。正是这些高频成分造成了地面上的普通建筑物的被破坏。 （2）对于地