Механизм очага землетрясения описывает деформацию в области источника , которая генерирует сейсмические волны . В случае события , связанного с разломом , он относится к ориентации плоскости разлома , которая сдвинулась, и вектору сдвига и также известен как решение плоскости разлома . Механизмы очага выводятся из решения тензора момента для землетрясения, которое само по себе оценивается путем анализа наблюдаемых сейсмических волновых форм . Механизм очага может быть выведен из наблюдения за моделью «первых движений», независимо от того, разрушаются ли первые прибывающие P-волны вверх или вниз. Этот метод использовался до того, как формы волн были записаны и проанализированы в цифровом виде, и этот метод все еще используется для землетрясений, слишком малых для простого решения тензора момента. Механизмы очага в настоящее время в основном выводятся с помощью полуавтоматического анализа записанных волновых форм. [1]
Решение тензора момента отображается графически с помощью так называемой диаграммы пляжного мяча . Модель энергии, излучаемой во время землетрясения с одним направлением движения на одной плоскости разлома, может быть смоделирована как двойная пара , которая математически описывается как особый случай тензора второго порядка (аналогичного тем, что существуют для напряжения и деформации ), известного как тензор момента.
Землетрясения, не вызванные движением разлома, имеют совершенно иные модели излучения энергии. В случае подземного ядерного взрыва , например, тензор сейсмического момента изотропен , и это различие позволяет легко отличать такие взрывы от их сейсмического отклика. Это существенная часть мониторинга для различения землетрясений и взрывов для Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний .
Данные для землетрясения наносятся на график с использованием стереографической проекции нижнего полушария . Азимут и угол вылета используются для построения положения отдельной сейсмической записи. Угол вылета — это угол от вертикали сейсмического луча, выходящего из очага землетрясения. Эти углы рассчитываются по стандартному набору таблиц, описывающих связь между углом вылета и расстоянием между очагом и наблюдательной станцией. По соглашению, заполненные символы отображают данные со станций, где первое зарегистрированное движение P-волны было вверх (волна сжатия), пустые символы — вниз (волна растяжения), а кресты — для станций со слишком слабыми прибытиями, чтобы получить представление о движении. Если имеется достаточно наблюдений, можно нарисовать два хорошо ограниченных ортогональных больших круга , которые разделяют наблюдения сжатия и растяжения, и это узловые плоскости. Наблюдения со станций, где нет четкого первого движения, обычно лежат близко к этим плоскостям. По соглашению, квадранты сжатия закрашены цветом, а левый квадрант растяжения — белым. Две узловые плоскости пересекаются на оси N (нейтральной). Оси P и T также часто наносятся на график; вместе с осью N эти три направления соответственно соответствуют направлениям максимального, минимального и промежуточного главных сжимающих напряжений, связанных с землетрясением. Ось P нанесена в центре белого сегмента, а ось T — в центре цветного сегмента.
Плоскость разлома, ответственная за землетрясение, будет параллельна одной из узловых плоскостей; другая называется вспомогательной плоскостью. Невозможно определить только по фокальному механизму, какая из узловых плоскостей является плоскостью разлома. Для устранения неоднозначности необходимы другие геологические или геофизические доказательства. Вектор скольжения, направление движения одной стороны разлома относительно другой, лежит внутри плоскости разлома, под углом 90 градусов к оси N.
Например, в землетрясении в Индийском океане 2004 года решение тензора момента дает две узловые плоскости, одна из которых падает на северо-восток под углом 6 градусов, а другая — на юго-запад под углом 84 градуса. В этом случае землетрясение можно уверенно связать с плоскостью, которая неглубоко падает на северо-восток, поскольку это ориентация погружающейся плиты , как определено историческими местами землетрясений и моделями тектоники плит. [3]
Решения плоскости разлома полезны для определения стиля разлома в сейсмогенных объемах на глубине, для которой не существует поверхностного выражения плоскости разлома или где океан покрывает след разлома. Простым примером успешной проверки гипотезы о спрединге морского дна была демонстрация того, что направление движения вдоль океанических трансформных разломов [4] противоположно тому, что можно было бы ожидать в классической геологической интерпретации смещенных океанических хребтов. Это было сделано путем построения решений плоскости разлома землетрясений в океанических разломах, которые показали диаграммы «пляжного мяча» сдвигово-сдвиговой природы (см. рисунки), с одной узловой плоскостью, параллельной разлому, и смещением в направлении, требуемом идеей спрединга морского дна от хребтов. [5]
Решения по плоскости разлома также сыграли решающую роль в обнаружении того, что глубокие зоны землетрясений в некоторых погружающихся плитах находятся под сжатием, а в других — под растяжением. [6] [7]
Существует несколько программ для подготовки решений по фокальным механизмам (FMS). Для подготовки диаграмм пляжного мяча доступен набор инструментов BBC на основе MATLAB . Это программное обеспечение вычерчивает первые данные о полярности движения по мере их поступления на разные станции. Сжатие и расширение разделяются с помощью мыши. Окончательная диаграмма подготавливается автоматически. [8]
{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )