Development of a shear-wave splitting parameters determination software suite for upper crust seismic anisotropy studies: Application in tectonic and volcanic regimes

Διπλωματική Εργασία uoadl:2838875 128 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Σεισμολογία
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2019-01-11
Έτος εκπόνησης:
2019
Συγγραφέας:
Ιωάννης Σπίγγος
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Γεώργιος Καβύρης, Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Πρωτότυπος Τίτλος:
Development of a shear-wave splitting parameters determination software suite for upper crust seismic anisotropy studies: Application in tectonic and volcanic regimes
Γλώσσες εργασίας:
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Ανάπτυξη πακέτου λογισμικού προσδιορισμού σχάσης εγκαρσίων κυμάτων για μελέτη σεισμικής ανισοτροπίας ανώτερου φλοιού: Εφαρμογή σε τεκτονικά και ηφαιστειακά καθεστώτα
Περίληψη:
Το φαινόμενο της σχάσης (κατά το οποίο ένα εγκάρσιο κύμα διακρίνεται σε δύο συνιστώσες με κάθετες μεταξύ τους πολώσεις και διαφορετικές ταχύτητες διάδοσης) έχει αποδοθεί στην ανισοτροπία του μέσου διάδοσης. Η παρατήρησή του εξαρτάται από τον προσδιορισμό δύο κύριων παραμέτρων: τη διεύθυνση πόλωσης της ταχείας συνιστώσας (φ) και της χρονικής καθυστέρησης μεταξύ των χρόνων διαδρομής (td). Η παρούσα Μεταπτυχιακή Διατριβή Ειδίκευσης αφορά την ανάπτυξη ενός πακέτου λογισμικού (σε γλώσσα Python) για τον προσδιορισμό των παραμέτρων σχάσης. Αν και υπάρχουν διάφορες εφαρμογές διαθέσιμες, σε καμία μέχρι σήμερα δεν προσφέρεται η ολοκληρωμένη χρήση χειρακτικών, ημι- και πλήρως αυτόματων μεθόδων. Το λογισμικό το οποίο αναπτύχθηκε (Pytheas) σκοπεύει να εναρμονίσει τη λειτουργία των τεχνικών αυτών. Η φιλικότητα προς τον χρήστη είναι ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά του προγράμματος. Το πρόγραμμα εμπεριέχει τρεις μεθόδους προσδιορισμού: (α) εποπτική μέθοδος Διαγραμμάτων Σωματιδιακής Κίνησης, (β) μέθοδος Ιδιοτιμών και (γ) μέθοδος Περιστροφής – Ετεροσυσχέτισης. Ενώ η (α) είναι χειρακτική μέθοδος και απαιτεί την πλήρη ενασχόληση του χρήστη, οι (β) και (γ) είναι ημι – αυτόματες και χρειάζονται τον χειρακτικό προσδιορισμό του παραθύρου στο οποίο θα γίνει η μέτρηση. Η επιλογή αυτή αυτοματοποιείται πλήρως με τη μέθοδο Ανάλυσης Συστάδων, σε συνδυασμό με τη (β) ή και τη (γ). Το λογισμικό Pytheas συνδέει τις τεχνικές αυτές με ένα φιλικό και εύληπτο ενσωματωμένο γραφικό περιβάλλον χρήστη. Για την ορθή αξιολόγηση των μετρήσεων, αναπτύχθηκε ένα σύστημα βαθμολόγησης στηριζόμενο στο περιεχόμενο του θορύβου στο σήμα και στα σφάλματα των δύο παραμέτρων σχάσης.
Για τον έλεγχο της λειτουργίας του Pytheas χρησιμοποιήθηκαν τοπικά δεδομένα από τρεις περιοχές: (i) Δυτικός Κορινθιακός Κόλπος (τεκτονικό περιβάλλον), (ii) Ηφαιστειακό Σύμπλεγμα Σαντορίνης (ηφαιστειακό περιβάλλον) και (iii) Πετρελαιοφόρο πεδίο Wellington, Kansas, USA (επαγόμενη σεισμικότητα). Η Ανάλυση Συστάδων χρησιμοποιήθηκε για την επιλογή του ιδανικού παραθύρου ανάλυσης και η μέθοδος Ιδιοτιμών εφαρμόστηκε σε αυτό, για τον προσδιορισμό των παραμέτρων σχάσης σε πάνω από 2,400 ζεύγη σεισμών – σταθμών, με γωνίες ανάδυσης μικρότερες των 35°. Προσδιορίστηκαν συνολικά 516 ζεύγη παραμέτρων σχάσης με αποδεκτούς βαθμούς ποιότητας. Τα αποτελέσματα, συγκρινόμενα με αντίστοιχα παλαιών μελετών με τη χειρακτική μέθοδο, έδειξαν ότι η αυτόματη μέθοδος έχει σημαντική αξιοπιστία. Ωστόσο, η πιο έντονη διασπορά των τιμών των φ και td θα πρέπει να διερευνηθεί, πιθανώς με τη βελτιστοποίηση της αυτόματης διαδικασίας βαθμολόγησης.
Επιπλέον, εξετάσθηκε η μέθοδος της Σεισμικής Τομογραφίας Σχάσης Εγκαρσίων Κυμάτων, με τη χρήση μετρήσεων παλαιών ερευνών (λόγω του μεγαλύτερου πλήθους τους), στον Δυτικό Κορινθιακό Κόλπο και το Ηφαιστειακό Σύμπλεγμα Σαντορίνης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι απαιτείται περαιτέρω πληροφορία για την ερμηνεία της τομογραφίας, καθώς οι προσδιορισθείσες ανισοτροπικές δομές του ανώτερου φλοιού δεν συνάδουν με γνωστά στατικά γεωλογικά και τεκτονικά φαινόμενα. Η διερεύνηση της κατανομής της τάσης στην περιοχή (μέσω μετρήσεων πίεσης σε γεωτρήσεις ή αντιστροφής μηχανισμών γένεσης) θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον σκοπό αυτόν, επιτρέποντας τη συσχέτιση της τομογραφίας με δυναμικά φαινόμενα
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
Σεισμική ανισοτροπία, Σχάση εγκαρσίων κυμάτων, Ανώτερος φλοιός, Ανάλυση συστάδων
Ευρετήριο:
Ναι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
2
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
172
Αριθμός σελίδων:
95

spingos_MSc_thesis.pdf
22 MB
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο έως 2019-07-11.