Mikrosisizm - Microseism

Gelen Sismolojinin , bir microseism hafif bir gibi tanımlanmıştır yer tremor doğal olayların neden oldu. Bazen "uğultu" olarak anılır, aynı adı taşıyan anormal akustik fenomenle karıştırılmamalıdır . Terim, en yaygın olarak, okyanuslardaki ve göllerdeki su dalgalarının neden olduğu, Dünya'daki baskın arka plan sismik ve elektromanyetik gürültü sinyallerine atıfta bulunmak için kullanılır. Mikrosisizmin özellikleri Bhatt tarafından tartışılmaktadır. Okyanus dalgası salınımları birkaç saat içinde istatistiksel olarak homojen olduğundan, mikrosisizm sinyali, zeminin uzun süre devam eden bir salınımıdır . Mikrosismik alanı oluşturan en enerjik sismik dalgalar Rayleigh dalgalarıdır , ancak Love dalgaları dalga alanının önemli bir bölümünü oluşturabilir ve vücut dalgaları da dizilerle kolayca tespit edilebilir. Okyanus dalgalarından sismik dalgalara dönüşüm çok zayıf olduğundan, mikrosisizmlerle ilişkili yer hareketlerinin genliği genellikle 10 mikrometreyi geçmez.

Algılama ve özellikler

Mikrosisizmler, geniş bantlı bir sismograf aracılığıyla çok iyi tespit edilir ve ölçülür ve Dünya'nın herhangi bir yerinde kaydedilebilir.

Albuquerque, New Mexico'da IRIS Konsorsiyumu / USGS Global.Sismographic Network'ün ANMO istasyonu tarafından kaydedilen 20 yıllık sürekli dikey bileşen sismik hız verileri için güç spektral yoğunluk olasılık yoğunluk fonksiyonu (sağda renk ölçeği) . Yüksek ve düşük sınırlar, dünya çapında kullanılan sismograflar için temsili gürültü sınırlarıdır. Düz ve kesikli çizgiler sırasıyla olasılık yoğunluk fonksiyonunun medyanını ve modunu gösterir.

Okyanuslardan gelen baskın mikrosisizm sinyalleri, karakteristik okyanus kabarma dönemleriyle bağlantılıdır ve bu nedenle yaklaşık 4 ila 30 saniye arasında meydana gelir. Mikrosismik gürültü genellikle iki baskın tepe noktası gösterir. Daha zayıf olan daha büyük periyotlar içindir, tipik olarak 16 s'ye yakındır ve sığ suda yüzey yerçekimi dalgalarının etkisiyle açıklanabilir. Bu mikrosisizmler, onları oluşturan su dalgalarıyla aynı periyoda sahiptir ve genellikle 'birincil mikrosisizm' olarak adlandırılır. Daha kısa periyotlar için daha güçlü olan tepe noktası da sudaki yüzey yerçekimi dalgalarından kaynaklanır, ancak neredeyse eşit frekanslara ancak neredeyse zıt yönlere ( clapotis ) sahip dalgaların etkileşiminden kaynaklanır . Bu titremeler, su dalgası periyodunun yarısı kadar bir periyoda sahiptir ve genellikle 'ikincil mikrosisler' olarak adlandırılır. Dünya'nın serbest salınımlarının veya normal modların , 30 ila 1000 s aralığındaki periyotlarla hafif, ancak saptanabilir, sürekli bir uyarımıdır ve genellikle "Dünya uğultusu" olarak adlandırılır. 300 s'ye kadar olan periyotlar için, dikey yer değiştirme , okyanus dibi topografyası ile kızılötesi dalgaların etkileşimini içermesi farkıyla, birincil mikrosisizmler gibi üretilen Rayleigh dalgalarına karşılık gelir . Bu dikey uğultu bileşeninin baskın kaynakları muhtemelen kıta sahanlıkları ile abisal düzlükler arasındaki geçiş bölgesi olan raf aralığı boyunca yer almaktadır.

Sonuç olarak, kısa periyotlu 'ikincil mikrosisizmlerden' uzun periyotlu 'hum'a kadar, bu sismik gürültü deniz durumları hakkında bilgi içerir . Okyanus dalgası özelliklerini ve bunların varyasyonlarını, bireysel olayların zaman ölçeklerinde (birkaç saatten birkaç güne kadar) mevsimsel veya on yıllık evrimlerine göre tahmin etmek için kullanılabilir. Bununla birlikte, bu sinyallerin kullanılması, mikrosisizm oluşturma süreçlerinin temel bir anlayışını gerektirir.

Birincil mikrosisizmlerin üretilmesi

Birincil mekanizmanın detayları ilk olarak Klaus Hasselmann tarafından , belirli bir sabit eğimli taban durumunda mikrosisizm kaynağının basit bir ifadesiyle verildi . Gözlemlenen mikrosisizm genliklerini açıklamak için bu sabit eğimin oldukça büyük (yaklaşık yüzde 5 veya daha fazla) olması gerektiği ortaya çıktı ve bu gerçekçi değil. Bunun yerine, küçük ölçekli alt topografik özelliklerin çok dik olması gerekmez ve birincil mikrosisizmlerin üretilmesi, bir dalganın sabit olduğu bir dalga-dalga etkileşim sürecinin özel bir durumudur, alt kısım daha olasıdır. Ne olduğunu görselleştirmek için, sinüzoidal bir dip topografisi üzerinde dalgaların yayılımını incelemek daha kolaydır. Bu, ortalama bir derinlik etrafındaki salınımlarla kolayca dip topografyaya genellenir.

Sabit bir alt topografya ile okyanus dalgalarının girişimi. Burada 12 s periyoduna sahip dalgalar, ortalama 100 m su derinliğinde 205 m dalga boyunda ve 20 m genlikte alt dalgalanmalarla etkileşime girer. Bu koşullar, okyanus dalgalarının daha hızlı hareket altındaki bir basınç modelini ortaya çıkarmasını ve dalgaların yöndeki dalga boyu ise L 1 alt dalga boyu daha kısa olan L 2 , ya da ters yönde kendi dalga boyu ise, daha uzun, burada durum böyle. Hareket, okyanus dalgalarının periyodu ile tam olarak periyodiktir. Alt basınçtaki büyük dalga boyu 1/(1/ L 1 − 1/ L 2 )'dir.

Geniş bir spektruma sahip gerçek bir dip için, tüm dalga boylarında ve her yönde sismik dalgalar üretilir.

İkincil mikrosisizmlerin üretilmesi

Farklı frekans ve yönlere sahip iki yüzey dalgası dizisinin etkileşimi, dalga grupları oluşturur . Neredeyse aynı yönde yayılan dalgalar için bu, su dalgalarının faz hızından daha yavaş olan grup hızında hareket eden olağan dalga kümelerini verir (animasyona bakın). Periyodu 10 saniye olan tipik okyanus dalgaları için bu grup hızı 10 m/s'ye yakındır.

Zıt yayılma yönü olması durumunda, gruplar çok daha büyük bir hızla hareket ederler; bu, şimdi 2π( f 1 + f 2 )/( k 1k 2 ) ile k 1 ve k 2 etkileşimli su dalgalarının dalga numaralarıdır.

Aynı yönlü dalgaların oluşturduğu dalga grupları. Mavi eğri, kırmızı ve siyahın toplamıdır. Animasyonda kırmızı ve siyah noktaların olduğu armaları izleyin. Bu tepeler doğrusal su dalgalarının faz hızıyla hareket eder ve büyük dalga grupları daha yavaş yayılır ( Animasyon )

Frekans (ve dolayısıyla dalga sayıları) açısından çok küçük bir farka sahip dalga katarları için, bu dalga grupları modeli, sismik dalgalarla aynı hıza sahip olabilir, 1500 ile 3000 m/s arasında olabilir ve yayılan akustik-sismik modları harekete geçirecektir.

Zıt yönlü dalgaların oluşturduğu dalga grupları. Mavi eğri, kırmızı ve siyahın toplamıdır. Animasyonda kırmızı ve siyah noktaların olduğu armaları izleyin. Bu tepeler doğrusal su dalgalarının faz hızıyla hareket eder , ancak gruplar çok daha hızlı yayılır ( Animasyon )

Bildiğim kadarıyla sismik ve akustik dalgalar ile ilgili olarak, derin suda okyanus dalgalarının hareketi için bir öncü amacıyla , bir basınca eşdeğerdir, deniz yüzeyinde uygulanan. Bu basınç, dalga yörünge hızının karesi ile su yoğunluğunun çarpımına neredeyse eşittir . Bu kare nedeniyle, önemli olan tek tek dalga katarlarının genliği (şekillerdeki kırmızı ve siyah çizgiler) değil, toplamın, dalga gruplarının (şekillerdeki mavi çizgi) genliğidir.

Gerçek okyanus dalgaları sonsuz sayıda dalga treninden oluşur ve her zaman ters yönde yayılan bir miktar enerji vardır. Ayrıca, sismik dalgalar su dalgalarından çok daha hızlı olduğu için sismik gürültünün kaynağı izotropiktir: her yöne aynı miktarda enerji yayılır. Pratikte, sismik enerjinin kaynağı, zıt yönlerde hareket eden önemli miktarda dalga enerjisi olduğunda en güçlüsüdür. Bu, bir fırtınadan gelen kabarmanın başka bir fırtınadan gelen aynı periyoda sahip dalgalarla karşılaşması veya kıyı yansıması nedeniyle kıyıya yakın olması durumunda meydana gelir.

Jeolojik bağlama bağlı olarak, karadaki bir sismik istasyon tarafından kaydedilen gürültü, istasyona yakın deniz durumunu (örneğin Orta Kaliforniya'da birkaç yüz kilometre içinde) veya tam bir okyanus havzasını (örneğin Hawaii'de) temsil edebilir. ). Gürültü özelliklerini anlamak için sismik dalgaların yayılımını anlamak gerekir.

Rayleigh dalgaları ikincil mikrosismik alanın çoğunu oluşturur. Hem su hem de katı Dünya parçacıkları, yayılırken dalgalar tarafından yer değiştirir ve su katmanı, hız, grup hızı ve yüzey suyu dalgalarından Rayleigh dalgalarına enerji aktarımının tanımlanmasında çok önemli bir rol oynar. İkincil mikrosisizm Love dalgalarının üretimi, düzlemsel olmayan batimetri ve dahili olarak, Dünya içindeki sismik dalga hızı homojenliği yoluyla mod dönüşümünü içerir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Kaynaklar