podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Zpracování seismických dat IX. Statistika seismických jevů Josef Havíř Josef.Havir@ipe.muni.cz podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Seismo-tektonická analýza (poznání seismicity vybraného regionu) vyžaduje statistické zpracování representativního vzorku seismických jevů. Můžeme sledovat: - četnost otřesů (vztah četnosti jevů k magnitudu, k času pozorování atd.) - řazení epicenter (případný vztah k tektonickým strukturám) - vztah k dalším fenoménům - ... podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat 1. časová variabilita jevů Seismická aktivita v čase varíruje. Důvody závislosti počtu detekovaných jevů na denní době mohou být ve vlivu lidské činnosti. Počty jevů detekovaných stanicí VRAC v letech 2000-2009 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0 5 10 15 20 25 hodina početjevů podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Také přirozená seismická aktivita se projevuje časově proměnlivou intenzitou. Distribuce přirozených zemětřesení v západočeském regionu podle GFÚ AVČR podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat sekvence otřesů zemětřesení se často vyskytují v časově závislých sekvencích některé sekvence mají rojový charakter - mohou být různého typu podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat 2. vztah četnosti jevů k magnitudu Magnitudo-četnostní graf - Gutenbergem a Richterem empiricky zjištěno pravidlo (1944, 1949), které vychází z úvah Omoriho (1889). Fusakichi Omori (1868-1923) podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Omori si všiml při studiu dotřesů po zemětřesení v Nobi (1891, M=8.0), že je tu závislost mezi časem od hlavního otřesu a počtem dotřesů: kde n(t) je počet dotřesů v daném čase t, K a c jsou konstanty popisující charakter seismicity v daném místě. Pro kumulativní počet dotřesů N(t) pak platí: je tu tedy lineární vztah mezi kumulativním počtem a logaritmem času t    ct K  tn            t c t Kdssn 0 1lntN podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Podobně mezi logaritmickou četností a magnitudem je (podle Gutenberga a Richtera) lineární vztah: kde M je magnitudo; n(M) je počet zemětřesení o magnitudu M; a, b jsou empiricky odvozené konstanty. nebo: kde M je magnitudo; N(M) je kumulativní počet zemětřesení o magnitudu M a vyšším; A, b jsou empiricky odvozené konstanty.   MMnlog ba    MMNlog bA       M MnMN dM podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Četné empirické studie potvrzují, že Gutenbergův a Richterův magnitudo-četnostní vztah je skutečně přibližně lineární a hodnota parametru b kolísá v rozmezí 0.6 až 1.1   MMnlog ba  podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat V případě kumulativní četnosti N(t) ukazuje konstanta A počet otřesů s magnitudem větším než 0. U malých hodnot magnituda je linearita grafů silně narušena z toho důvodu, že takto slabé jevy jsou pod detekčním prahem sítě či stanice.   MMNlog bA podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Některé magnitudo-četnostní grafy ale vykazují pozorovatelné zakřivení (alespoň v některých svých částech). Jsou snahy zavést jisté modifikace Gutenberg-Richterova vztahu, které by postihly toto zakřivení.   1.5M k10-MMnlog ba     MMlogMMnlog max  ba podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat 3. časová distribuce kumulativní seismické energie Energie se v seismicky aktivních oblastech uvolňuje nepravidelně. podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Empirický vztah mezi magnitudem a energií: Vzrůst magnituda o jedníčku znamená více než třicetinásobný nárůst energie - v časové distribuci uvolněné energie se dominantně projevují extrémně silná zemětřesení 11.8M*5.1Elog  podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Vzrůst kumulativní energie v období 1932-2004 v oblasti Northridge EQ (Kalifornie): 11.3.1933 M=6.4; 9.2.1970 M=6.6; 17.1.1994 M=6.7 podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat 4. řazení epicenter (případný vztah k tektonickým strukturám) podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat prostorová distribuce epicenter - vztah ke geometrii hlavní zlomové struktury Severoanatolský zlom (podle Gorgun et al. 2009) podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Fokální mechanismy vztah ke kinematice hlavní zlomové struktury Chi-Chi zlom, Taiping, z. Taiwan (podle Lee and Chan 2007) podzim 2011, Brno Zpracování seismických dat Fokální mechanismy regionalizace podle kinematiky a napětí