利用琼中台重力观测资料检测智利地震所激发的地球自由振荡.pdfVIP

第32卷第3期 华 南 地 震 V01．32．No．3 2012年9月 SOUTHCHINA Sep．，2012 OFSEISMOLOGY JOURNAL 利用琼中台重力观测资料检测智利地震 所激发的地球自由振荡 郭明瑞，郭昱琴，胡久常，刘伟，郑华，吴密 (海南省地震局，海南海口570203) 摘要：基于琼中PET重力仪的数字化观测资料．利用功率谱密度估计方法．在没有对重力资 料进行任何(固体潮、气压)改正的情况下，准确获取了2010年2月27日智利发生巨大地 震激发的0s。～0s。基频球型自由振荡。并与PREM模型理论自由振荡的周期进行对比分析．实 测周期与PREM预测振荡周期是相吻合的，除0s。周期的相对误差为0．28％，其余周期误差 均小于0．1％。结论对进一步研究地球的内部结构和震源机制具有一定的意义。 关键词：地震；地球自由振荡；功率谱密度；PREM模型 中图分类号：P315．726文献标识码：A 文章编号：1001—8662(2012)03—0097-05 0引言 巨大地震不仅产生通过地球介质传播的体波、沿地球表面传播的面波。同时，也会激 发地球的自由振荡。面波是体波在自由表面和内部界面反射后干涉的大振幅的振动。地球 的自由振荡不同于体波和面波，体波和面波是行波，而振荡是驻波．即在任意给定时刻内 发生运动的不是地球的一部分，而是地球的整体【l】。 因地球自由振荡的频率很低，振动也很微弱，振动周期一般为数十秒至数十分钟。只 有用灵敏的、可探测长周期振动的重力仪、应变仪和长周期地震仪等才能记录到[21。 自由振荡只能取一些特定的频率，称为地球的本征频率。与本征频率相应的振动叫做 本征振荡。每一种本征振荡都对应一种驻波，是地球的一种谐振形式。本征振荡分为两类： ①球型振荡：地球作球形振荡时，其质点位移既有径向分量，也有水平分量。这是一种无 旋转振动。②环型振荡：地球作环型振荡时【3】，各质点只在以地心为球心的同心球面上振 动，位移无径向分量，地球介质只产生剪切形变，无体积变化，地球的重力场不受扰动， 重力仪记录不到这种振荡。本文则运用琼中重力仪记录并检测到球型振荡【11。 1琼中地震台的重力观测 海南岛位于大地构造的华南块体西南部，站址地处海南隆起的中部，受区域性的两大 收稿日期：2011-12—25 作者简介：郭明瑞，女，1983年生，助理工程师，主要从事地震监测和分析预报工作 1 E—mail：545 13937@qq．tom． 华南地震 32卷 东西向深大断裂与北东向主体构造断裂以及次一级的北西向构造断裂所控制。重力仪于 2008年购置并安装在琼中地震台，该台位于海南岛中部琼中黎族苗族自治县营根镇，周围 10 km内无大断裂通过，台址岩基为海西一印支期花岗岩，岩性致密坚硬。观测资料稳定， 可靠。完整性好。从观测数据来看，重力仪具有较宽的动态线形测量范围，较低的噪声水 平和漂移率。 2资料处理 2010年2月27日在智利发生的8．8级的地震．琼中重力仪观测到明显的地球自由振荡． 图1是琼中重力仪记录到的8．8级大地震分钟值曲线。此曲线没有进行任何处理。取有明显 地震影响的6 640 d的资料，共8 min的数据分析。分析方法用功率谱密度估算提取地球的 自由振荡[41．即 ^Ll 二27rnk 1 s。=∑R。e (1) (1)式中，k=O，1，2