بخشی از مقاله
چکیده :
تعیین ضخامت پوسته زمین با استفاده از داده هاي بی هنجاري گرانی یکی از تحقیقات بنیادي در علم ژئوفیزیک و زمین شناسی محسوب می شود. هدف از این مطالعه تعیین عمق موهو - ضخامت پوسته - در زاگرس غربی می باشد که به همین منظور از داده هاي گرانی بهبود یافته و پالایش شده ایران توسط کیامهر - - 2006 در محدوده 35˚ - 25˚ عرض جغرافیایی و 52˚ - 44˚ طول جغرافیایی استفاده شده است.
تخمین عمق پوسته بروش سه بعدي و بر اساس روش تکراري پارکر- اولدنبرگ با استفاده از داده هاي بی هنجاري گرانی شبکه بندي شده، انجام پذیرفت. این برنامه براساس رابطه بین تبدیل فوریه از بی هنجاري گرانی و مجموع تبدیل فوریه از توپوگرافی سطح پوسته بنا شده است. با معلوم بودن متوسط عمق مرجع و اختلاف چگالی بین پوسته و گوشته در یک فرآیند تکراري توپوگرافی عمق پوسته تخمین زده می شود. نتیجه حاصل از این تحقیق بیانگر ضخامت پوسته بین 52-39 کیلومتر در منطقه مورد مطالعه می باشد.
-1 مقدمه
ایران جنوبی منطقه شامل بلندیهاي غرب و جنوب غربی ایران - زاگرس - است و گسترههاي لرستان، خوزستان و فارس را در بر دارد.
بخش شمال شرقی زاگرس را زونی با ساختار پیچیده همراه با سنگهاي دگرگونی می دانند که در فرهنگ زمین شناسی ایران، به گونهاي فراگیر از آن به عنوان »زون سنندج – سیرجان« یاد می شود. از نظر زمینریختشناسی از شمال شرق به جنوب غرب، زاگرس شامل زاگرس مرتفع - زاگرس داخلی - ، زاگرس چینخورده - زاگرس بیرونی - و دشت خوزستان است
مقادیر چگالی مربوط به لایه هاي مختلف این منطقه از سرعتهاي لرزه اي تبدیل شده به چگالیها با منحنی Nale - Drake و رابطه Brich نتیجه گرفته شده است، - گیزه و همکاران، . - 1980 با استفاده از مدلهاي دو بعدي چگالی، معادلات رگرسیون بین ضخامت پوسته و گرانی بوگه برقرار شده و در تبدیل میدان گرانی بوگه به ضخامت پوسته استفاده شده اند. براي این منظور، میانگین مقادیر بوگه در یک شبکه ل×10 ل8محاسبه شده اند.
براي هر ناحیه جغرافیایی، معادلات رگرسیون متفاوتی که برگرفته از روشی است که توسط ماکریس - 1971 - و دهقانی - 1981 - توصیف شده، مورد استفاده قرار گرفته است. بیشترین ضخامت پوسته زیر روراندگی اصلی زاگرس با مقدار55 – 50 کیلومتر مشخص شده است. اعتبار مدل ضخامت پوسته معرفی شده در کار دهقانی به مقدار دگر شکلی لرزه اي استفاده شده در درجه بندي میدان گرانی بوگه بستگی دارد. اندازه گیري و تحلیل تغییرات گرانی براي زمین، ابزار قدرتمندي است و یکی از مهمترین منابع اطلاعاتی ژئوفیزیکی یا زمین شناسی بوده و مورد توجه خاص مطالعات علم ژئودزي - مطالعه شکل زمین - و ژئوفیزیک می باشد.
شکل 1 ضزیر پهنه هاي عمده زاگرس
شکل : 2 فراوانی رو مرکز زمین لرزه هاي زاگرس در مقایسه با سایر نواحی ایران
مدل هاي ژئوئید و مطالعه ساختار پوسته از جمله تعیین ضخامت پوسته وابستگی زیادي به کمیت و کیفیت داده هاي گرانی دارند.
بدون توجه به تأثیر انتخاب روش محاسباتی مناسب جهت این کار، کمیت و کیفیت داده هاي بی هنجاري گرانی در نتیجه نهایی نقش بسزایی دارند. محاسن هر روش تئوري به علت پوشش و کیفیت کم داده ها، کاهش یافته و حتی بی معنی میشود. درمجموع بیشتر پایگاه هاي اطلاعاتی موجود، شامل داده هایی از صدها و یا هزاران منبع هستند که ممکن است با یکدیگر سازگار نباشند. بنابراین لازم است با حذف خطاهاي واضح قبل از استفاده از اندازه گیري ها ومشخص کردن نقاط داده هاي مشکوك، آنها را مرتب نمود. به شرط دانستن مقادیر N محل مشاهده در مجموعه داده هاي اصلی، Cross validation با محاسبه و رسیدگی به خطاهاي شبکه بندي اجازه تشخیص کیفیت شبکه را می دهد. - کیامهر . - 2006 نتایج این تحقیق نشان دهنده پالایش مهم در پایگاه داده هاي گرانی می باشد و دقت شبکه بی هنجاري هواي آزاد در ایران حدود 10 میلی گال تخمین زده شد.
چندین مؤلف الگوریتمهاي گوناگونی را براي محاسبه هندسه فصل مشترك چگالی مرتبط با بیهنجاري گرانی شناخته شده، ارائه دادهاند. از بین آنها هندرسن وکردل - 1968 - وجل و دیرلییوس - 1972 - ، رامشبابو و باسکارا - 1991 - ، از تقریب نسبت به توده آشفته بوسیله چندین منشور مستطیلی با چگالی ثابت استفاده میکنند. اثر گرانی براي هر منشور محاسبه میشود وسپس میدان گرانشی کل با جمع کردن اثر همه منشورها تعیین میشود.
تسوبویی - 1983 - یک روش ساده ولی کارآمد براساس روش لایه هم ارز براي محاسبه توپوگرافی سه بعدي از یک سطح مشترك چگالی، ارائه کرده است. برخی دیگر از الگوریتمها مانند اولدنبرگ - 1974 - براساس بازآرایی الگوریتم مستقیم پارکر - 1973 - بوجود آمده اند. طرح پارکر براساس تبدیل فوریه بیهنجاري گرانشی به عنوان نتیجهاي از برآیند نیروهاي سطحی که باعث بیهنجاري میشود، میباشد. اولدنبرگ - 1974 - ثابت کرد که میتوان طرح پارکر را جهت تعیین هندسه سطح مشترك چگالی از بیهنجاري گرانی اصلاح نمود.
-2 تئوري روش
روش وارون اورتیز و آگاروال - 2004 - از معادله پیشنهاد شده توسط پارکر - - 1973 با استفاده از یک سري تبدیل فوریه براي محاسبه بیهنجاري گرانی استفاده میکند، که این بیهنجاري بوسیله لایه یکنواختی از مواد ایجاد شده است. این بیان، در شکل یک بعدي اش بصورت زیر تعریف میشود:
F تبدیل فوریه بیهنجاري گرانی،G ثابت جهانی گرانشی، ρاختلاف چگالی پوسته و گوشته،K عدد موج، جxضh عمق پوسته وz0 عمق متوسط مرجع میباشد.
اولدنبرگ - 1974 - این معادله را براي محاسبه عمق سطح مشترك تموجی از بیهنجاري گرانی با تقریبهاي متوالی، به صورت فرمول زیر اصلاح کرد:
این فرمول به ما اجازه میدهد تا به وسیله روش وارون تکراري، توپوگرافی سطح پوسته را تعیین کنیم. در این روش ما فرض میکنیمz0 میانگین عمق مرجع و ρ اختلاف چگالی بین پوسته و گوشته میباشد. میانگین بیهنجاري گرانی قبل از محاسبه تبدیل فوریه تعیین میگردد و سپس جمله اول معادله 2 با قرار دادن h - x - =0 محاسبه میشود - اولدنبرگ - 1974، و معکوس تبدیل فوریه آن، اولین تقریب توپوگرافی پوسته h - x - را پیش بینی میکند. سپس مقدار عددي - h - x در معادله 2 استفاده میشود تا ارزش تقریبی جدید - h - x بدست آید. این پردازش تا رسیدن به یک راه حل قابل قبول ادامه مییابد.
