اندازه گیری های لرزه ای تأثیر نیروهای گرانشی قمری و گرمای خورشیدی بر خواص سنگها را نشان می دهد.
اثرات قمری فراتر از جزر و مد. داده های یک ایستگاه نظارت بر لرزه ای واحد در حدود دو کیلومتری ساحل اقیانوس آرام شمال شیلی (عکس از سایت) چرخه های استرس روزانه و سالانه در پوسته زمین ناشی از گرانش ماه و گرمای خورشید را نشان می دهد. اثرات قمری فراتر از جزر و مد. داده های یک ایستگاه نظارت بر لرزه ای واحد در حدود دو کیلومتری ساحل اقیانوس آرام شمال شیلی (عکس از سایت) چرخه های استرس روزانه و سالانه در پوسته زمین ناشی از گرانش ماه را نشان می دهد. بیشتر نشان بده، اطلاعات بیشتر
اثرات قمری فراتر از جزر و مد. داده های یک ایستگاه نظارت بر لرزه ای واحد در حدود دو کیلومتری ساحل اقیانوس آرام شمال شیلی (عکس از سایت) چرخه های استرس روزانه و سالانه در پوسته زمین ناشی از گرانش ماه و گرمای خورشید را نشان می دهد.×
اگر می خواهید اندازه گیری کنید که چگونه خواص مکانیکی سازندهای سنگ طبیعی پیچیده تحت استرس فیزیکی تغییر می کند ، نه آزمایشگاه روی نمونه های کوچک و اندازه گیری های موجود در این زمینه نمی تواند یک کار کامل انجام دهد. محققان اکنون گزارش می دهند که یک تکنیک جدید می تواند اطلاعاتی در مورد خصوصیات سنگی از ضبط طولانی مدت نویز لرزه ای محیط در یک ایستگاه نظارتی ارائه دهد. داده ها اثرات تنش های دوره ای ناشی از کشش گرانشی ماه و خورشید و همچنین از گرمایش خورشیدی را نشان می دهد. ردیابی شرایط زیرسطحی از این طریق می تواند در پیروی از فرآیندهای زمین شناسی طبیعی و محافظت از عملیات ساخت و ساز و معدن مهم باشد.
مواد ناهمگن مانند سنگ ها و مواد معدنی به طور معمول دارای خواص الاستیک هستند که هنگام تحریف مواد توسط نیروهای خارجی تغییر می کنند. این تغییر در خصوصیات الاستیک سرعت حرکت امواج لرزه ای را از طریق سنگ تغییر می دهد. برای چندین دهه ، محققان تلاش کرده اند از تغییرات در سرعت لرزه ای به عنوان تشخیصی از شرایط ژئوفیزیکی استفاده کنند ، اما آزمایشات دشوار بوده است. اندازه گیری منبع فعال ، که در آن محققان اختلالات لرزه ای را برطرف کرده و امواج را در چندین ایستگاه مشاهده می کنند ، نتایج خوبی به همراه داشته اند ، اما هزینه و نیازهای سازمانی آنها باعث می شود که آنها برای نظارت روتین غیر عملی باشند. محققان دیگر سر و صدای لرزه ای محیط را در شبکه های ایستگاه های لرزه ای موجود اندازه گیری کرده اند اما اطلاعات دقیقی به دست نیاورده اند.
Christoph Sens-Schönfelder از مرکز تحقیقات GFZ آلمان برای علوم زمین در پوتسدام و تام اوولنفلد از دانشگاه فریدریش شیلر در جنا ، آلمان ، یک روش مشاهده ای جدید را امتحان کرد که در آن آنها داده های 11 سال ارزش را از یک منبع واحد ، ایستگاه لرزه ای Patache تجزیه و تحلیل کردند. در صحرای آتاکاما شیلی شمالی. ارتعاشات اندازه گیری شده از سر و صدای لرزه ای به طور طبیعی ناشی از تأثیر امواج اقیانوس در ساحل نزدیک اقیانوس آرام ناشی می شود.
محققان ضبط های لرزه ای را با یک تکنیک به اصطلاح همبستگی مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند ، روشی که امواج لرزه ای را نشان می دهد که به ردیاب ضربه می زد و سپس از محیط اطراف بازتاب می یابد و دوباره به ردیاب برخورد می کند-یک بیت مانند گوش دادن به مداحی در یک کلیسا. تجزیه و تحلیل ریاضی الگوهای اکو محققان را قادر می سازد تا ببینند که چگونه سرعت امواج لرزه ای از یک لحظه به لحظه دیگر تغییر می کند.
یک طرح از تغییرات سرعت در طی دوره کامل 11 ساله مشاهده ، نوسان سالانه واضح با دامنه نشان داد که حدود نیم درصد تغییر در سرعت موج لرزه ای را نشان می دهد. این سیگنال توسط چند پرش بزرگتر همزمان با زمین لرزه ها سوراخ شد. بررسی دقیق تر داده ها نوسانات کوچکتر را با دوره های دقیقاً یک روز و حدود نیم روز نشان داد. دومی در واقع از دو سیگنال جداگانه تشکیل شده بود ، با دوره های تقریبا 12. 42 و 12. 65 ساعت. دوره 12. 42 ساعته ، که نشان دهنده تغییر سرعت لرزه ای 0. 026 ٪ است ، دقیقاً از تأثیر اصلی جزر و مد قمری است-اعوجاج دوره ای زمین که به کشش گرانشی ماه منتسب می شود. دوره طولانی تر مربوط به یک اثر جزر و مدی ثانویه است که از بیضوی جزئی مدار ماه ناشی می شود.
برای تأیید این انجمن ها ، محققان فشار سنگهای تولید شده توسط نیروهای جزر و مد قمری و خورشیدی را تخمین زدند. آنها دریافتند که دامنه نوسانات کرنش پیش بینی شده متناسب با دامنه سیگنال های نوسانات سرعت لرزه ای تقریباً 12 ساعته است ، و بیشتر این ایده را پشتیبانی می کند که کرنش جزر و مد بر خصوصیات سنگ تأثیر می گذارد.
اما نوسان روزانه متفاوت بود. اگرچه یک اثر جزر و مد خورشیدی در ارتباط با چرخش روزانه زمین وجود دارد ، اما بسیار کوچکتر از اثر قمری است و برای توضیح سیگنال لرزه ای که یک دوره یک روزه داشت ، کافی نیست. محققان نتیجه گرفتند که تغییر روزانه در عوض با گرمایش و سرمایش سطح زمین همراه است ، که همچنین یک دوره یک روز دارد. به طرز جالب توجه ، تجزیه و تحلیل همچنین سیگنال های کوچکی را نشان می دهد که در مورد فرکانس ها جمع شده اند که مبالغ و تفاوت سیگنال های قمری و خورشیدی است ، یک نشانه کلاسیک مبنی بر اینکه دو اثر با فرکانس های طبیعی مختلف به نوعی در تعامل هستند.
تام دالی ، دانشمند زمین شناسی که هم اکنون از آزمایشگاه ملی لارنس برکلی در کالیفرنیا بازنشسته شده است ، می گوید که استفاده از مطالعه جدید از یک ایستگاه نظارت بر یک ایستگاه تنها سر و صدای پس زمینه جدید است و دقت آن که به دست می آید "بهترین چیزی است که من دیده ام". او می گوید ، این روش تقریباً در هر نقطه قابل استفاده است و یک مرحله بعدی بالقوه این است که به دنبال تفاوت بین انواع مختلف مواد سنگی باشد. Sens-Schönfelder و Eulenfeld نشان می دهند که این تکنیک حتی می تواند در پروب های سیاره ای گنجانیده شود ، زیرا تنها یک مکان مورد نیاز است.
