Опис документа

The authors present a moment tensor inversion of waveforms, which is more robust and yields more stable and more accurate results than standard approaches. The inversion is solved in two steps. First, a point source of seismic waves is considered, with defined location and origin time. Matrix method is used to solve the problem of wave propagation in the medium modeled as a horizontally layered heterogeneous elastic structure (isotropic and/or anisotropic). In order to allow the source mechanism to change with time each moment tensor component has its own time history. The source is described by the full moment tensor Mlm A numerical technique developed based on forward modeling is used for the inversion of the observed waveforms for the components ofmoment tensor and the earthquake source-time function (STF(t)). The method provides a good estimate for the complete mechanism when records are treated, which corresponds to a velocity model contained inside the interpolation range. The method of waveform inversion using only direct P- and S-waves at stations that we have developed allows us to retrieve the moment tensor of a point source as a function of time. We computed the moment tensor solutions also using the graphic method. The traditional graphical method is based on the P-waves prior arrival using information about fuzzy first motion and the S/P amplitude ratio. The polarities between P-waves first motion were defined from complete records on seismograms taking into account the possible inversion of the sign on the z-component. A logarithm of the S/P amplitude ratio is calculated using seismic data received at each station from the three components. Input data for the azimuth and take-off angle are calculated by software packages for each event. Finally, the proposed moment tensor inversion is tested on real data for the earthquakes of 24.04.2011 (13h02m12s, 35.92°N, 14.95°E (near Malta), Mw4.0) and 29.12.2013 (17h09m0.04s, 41.37°N, 14.45°E (Southern Italy), Mw4.9).

Метою статті є визначення компонент тензора сейсмічного моменту та побудова механізму вогнища землетрусу з використанням записів сейсмічних станцій. У роботі застосовано матричний метод для побудови хвильового поля на вільній поверхні шаруватого середовища. Автори використовують методику виділення із повного хвильового поля частини, що відповідає поширенню прямих P та S хвиль. Визначення сейсмічного тензора як функції часу має велике практичне значення, оскільки дає можливість оцінити тривалість процесу утворення розриву, що генерує утворення сейсмічних хвиль. У результаті розв"язання оберненої задачі сейсмології, що зводиться до розв'язання системи матричних рівнянь, отримано часові залежності компонент тензора сейсмічного моменту. Результати розрахунків було апробовано на двох реальних сейсмічних подіях: у районі Мальти (24/04/2011, 13:02:12, 35.92°N, 14.95°E, MW=4.0) та Італії (29/12/2013, 17:09:0.04, 41.37°N, 14.45°E, MW=4.9), та проведено порівняльний аналіз з результатами, отриманими за допомогою графічного методу. Як результат досліджень було побудовано механізми вогнища даних землетрусів та визначено орієнтацію нодальних площин, а також час, протягом якого відбувалася подія. У роботі представлено теорію для визначення компонент тензора сейсмічного моменту як функцій часу у випадку реєстрації поля переміщень N станціями. Показано, що використання записів на одній станції може дати позитивний результат для визначення сейсмічного тензора й для побудови механізму вогнища землетрусу. У роботі використано нижню півсферу для побудови фокального механізму. Важливим для розв'язання оберненої задачі є точність задавання швидкісної моделі. На прикладі двох подій показано, що параметри та механізм вогнища для першої події визначено з більшою точністю, ніж для другої події. Показано, що для оберненої задачі з використанням хвильових форм є важливим визначення часів вступів прямих P та S хвиль та довжин їхніх записів. За значеннями перших максимумів на отриманих записах для компонент тензора сейсмічного моменту в результаті розв"язання оберненої задачі визначено механізми вогнищ землетрусів та параметри нодальних площин. Відзначено перспективи використання розподіленого джерела для розв"язування як прямих, так і обернених задач.

Целью данной статьи является определение компонент тензора сейсмического момента и построение механизма очага землетрясения с использованием записей сейсмических станций. В работе используется матричный метод для построения волнового поля на свободной поверхности слоистого среды. Авторы используют методику выделения из полного волнового поля части, соответствующей распространению прямых P и S волн. Определение сейсмического тензора как функции времени имеет большое практическое значение, так как дает возможность оценить продолжительность процесса образования разрыва, который генерирует образование сейсмических волн. В результате решения обратной задачи сейсмологии, что сводится к решению системы матричных уравнений, получены временные зависимости компонент тензора сейсмического момента. Результаты расчетов были апробированы на двух реальных сейсмических событиях: в районе Мальты (24/04/2011, 13:02:12, 35.92°N, 14.95°E, MW= 4.0) и Италии (29/12/2013, 17:09:0.04, 41.37°N, 14.45°E, MW= 4.9), и проведен сравнительный анализ с результатами, полученными с помощью графического метода. Как результат исследований были построены механизмы очага данных землетрясений и определены ориентации нодальных плоскостей, а также время, на протяжении которого происходило событие. В работе представлена теория для определения компонент тензора сейсмического момента как функции времени в случае регистрации поля перемещений N станциями. Показано, что использование записей на одной станции может дать положительный результат для определения сейсмического тензора и для построения механизма очага землетрясения. В работе использована нижняя полусфера для построения фокального механизма. Важным для решения обратной задачи является точность задания скоростной модели. На примере двух событий показано, что параметры и механизм очага для первого события определены с большей точностью, чем для второго события. Показано, что для обратной задачи с использованием волновых форм является важным определение времен поступлений прямых P и S волн и длин их записей. Позначениям первых максимумов на полученных записях компонент тензора сейсмического момента в результате решения обратной задачи определены механизмы очагов землетрясений и параметры нодальних плоскостей. Отмечены перспективы использования распределенного источника для решения как прямых, так и обратных задач.