JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt. Voimien vaikuttaessa reaaliseen aineeseen tapahtuu siinä muutoksia eli aine DEFORMOITUU.

Transkriptio

1 Maanjäristyksistä JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 1 Voimien vaikuttaessa reaaliseen aineeseen tapahtuu siinä muutoksia eli aine DEFORMOITUU. Jännitys (stress) => muuntuma (strain) - muutokset palautuvia => elastinen (kimmoisa) aine - muutokset palautumattomia => plastinen aine - aine virtaa => viskoosi aine Reologia: sitkaiden nesteiden ja kiinteiden aineiden plastinen virtaus Seismologia: elastisen aineen ominaisuudet S-E Hjelt JKMG-2005 Reologia 2

2 Jännitys = voima / pinta-ala y xy xx Kuva 5.1. Pisteeseen kohdistuvan jännityksen komponentit x-akselia vastaan kohti - suoran tason suhteen. x xz 1. indeksi = tason normaalin suunta z 2. indeksi = jännityskomponentin suunta xx: normaalijännitys xy ja xz: leikkausjännityksiä S-E Hjelt JKMG-2005 Reologia 3 Murtuminen (Ranalli, 1995) MURTUMISTAVAT Venytys (extension) Puristus (compression) LEIKKAUS MURTUMA LEIKKAUS PITKITTÄIS- MURTUMA JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 4

3 Murtumisesta (Ranalli, 1995) KIINTEÄN KAPPALEEN LIIKE 2 Hauras murtuminen (brittle failure) Plastinen murtuminen (ductile failure) JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 5 Suomen kallioperän reologisia malleja, esimerkki BALTIC-profiilin yhden luotauspisteen lujuusmalleja. Kuiva(vas) ja märkä (oik) reologia 6

4 Maanjäristyksen pesäkemalli siirroksen jälki maan pinnalla episentri pesäke siirrostaso etenevä murtuma Maanjäristytapahtuma kimmahdusteorian <--mukaan JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 7

5 Maanjäristyksen pesäkemalli (perustuu kimmahdusteoriaan): laattojen liukuminen siirroslinjaa pitkin toistensa ohitse 9 Maanjäristykset ja laattojen rajat 10

6 MAANJÄRISTYSAALLON ALKU We observe earthquakes with a network of seismometers on the earth's surface. The ground motion at each seismometer is amplified and recorded electronically at a central recording site. As the wavefront expands from the earthquake, it reaches more distant seismic stations JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 11 SEISMINEN AALTO ja SÄDE Kuva Aaltorintamat ja seisminen säde ovat aina kohtisuorassa toisiaan vastaan JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 12

7 P- ja S-aallot P-aalto Häiriintymätön kallioperä Puristus Venytys Häiriintymätön kallioperä S-aalto amplitudi aallonpituus JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 13 Pinta-aallot Love-aalto Rayleigh-aalto JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 14

8 P- ja S-aaltojen vaikutus maan pinnalla JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 15 Seismisten pinta-aaltojen vaikutus maan pinnalla JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 16

9 Seisminen säde ja rajapinta Tulevan aallon säde Heijastunut säde Väliaine 1 i i Snelliuksen laki: sin i / v 1 = sin j / v 2 Väliaine 2 j Taittunut säde Tuleva P-aalto Vaihtoaallot Heijastunut P-aalto Väliaine 1 Heijastunut SV-aalto Väliaine 2 Taittunut SV-aalto Taittunut P-aalto JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 17 SEISMISET SÄTEET JA MAAPALLO JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 18

10 SEISMISET SÄTEET JA MAAPALLO ScP ScS Pesäke PcP P Seismiset faasit S SP Sisäydin PP PKiKP PS SKS Ulkoydin PKIKP PSP PKJKP Vaippa PSS PKP JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 20

11 Seismografeja Seismometri : Maanpinnan liikkeet vastaanottava laite. Karkeasti ottaen seismometri muodostuu löysästi kiinnitetystä massasta ja induktiokelasta. Massa ja siihen kiinnitetty magneetti jäävät jälkeen maanpinnan liikkeestä, jolloin kelan ja magneetin välinen suhteellinen liike aiheuttaa kelaan pienen sähkövirran. Virta voidaan vahvistaa ja saada sopivalla laitejärjestelyllä näkyvään muotoon. JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt Nykyaikainen (maasto)geofoni 21 SEISMINEN REKISTERÖINTI 22

12 LÄHIJÄRISTYKSEN PAIKANTAMINEN When an earthquake occurs, we observe the times at which the wavefront passes each station. We must find the unknown earthquake source knowing these wave arrival times. Here is a map of U.S. Geological Survey seismic stations in the San Francisco Bay Area and 6 seismograms from an earthquake: We want to find the location, depth and origin time of an earthquake whose waves arrive at the times measured on each seismograms. We want a straightforward and general procedure that we can also program in a computer JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 24 LÄHIJÄRISTYKSEN PAIKANTAMINEN

13 LÄHIJÄRISTYKSEN PAIKANTAMINEN 26 LÄHIJÄRISTYKSEN PAIKANTAMINEN 27

14 LÄHIJÄRISTYKSEN PAIKANTAMINEN 28

15 Pictures from Press-Siever, 3. Ed WH Freeman & Co, 2001 Seismic field station in Eastern Cordilleras, Bolivia [In fo not available] JGYG-MR-maanjärist S-E Hjelt 31