بخشی از مقاله
چكيده
براي بررسي تغييرات زماني ضريب Qc قبل و بعد از وقوع زلزله اهر- ورزقان، نگاشتهاي ثبت شده زلزلههاي شمال غرب در شبكه محلي آذربايجان - تبريز - موسسه ژئوفيزيك به مدت ١١ ماه - شش ماه و نيم قبل از وقوع زلزله و پنج ماه و نيم پس از وقوع زلزله - مورد بررسي و پردازش قرارگرفته است.
به منظور بررسي تغييرات زماني ضريب كيفيت، ميزان تغييرات Qc يعني - dQc - درهرماه نسبت به ماه قبل براي پنجره هاي زماني مختلف - ١٠ تا ٤٠ ثانيه - بررسي شده است و مشاهده شدكه مقدار متوسط Qc درپنجرههاي زماني مختلف، قبل و پس از وقوع زلزله تغييرات روشني داشته و اين مقادير پس از زلزله نسبت به بازه زماني قبل از زلزله كاهش يافته است.
براي بيشتر زمانها افزايش مقدار Qc از ماه سوم آغازشده و تا ماه هفتم افزايش-كوچكي نسبت به ماه قبل داشته است. براي پنجرههاي زماني ٣٠ و٤٠ ثانيه ١١ روز قبل از وقوع زلزله مقدار Qc افزايش ناگهاني داشته كه براي پنجره زماني ٣٠ ثانيه، افزايش بيشتري مشاهده شدهاست.
١ - مقدمه
درروشهاي پيش بيني كوتاه مدت زلزله به دنبال نشانههايي هستيمكه نزديك بودن زمان رويداد زلزله را نمايان مي سازند، چنين علائمي به عنوان پيش نشانگر بيان ميشوند. تغييرات درپارامتر Q و تغييرات موقتي Vp/Vs قبل از وقوع زلزلههاي بزرگي در دنيا مشاهده شدهاست. اين تغييرات به عنوان تغييرات خصوصيات سنگ تحت استرس رخ ميدهد. با نزديك شدن انرژي ذخيره شده به مقدار لازم براي شكستگي اصلي، سنگهاي تحت تنش به صورت مختصر شروع به شكستن ميكنند
تغييرات ناهمگنيها، پارامترهاي انيزوتروپي و ناهمسانگردي، ايجاد درز و تركهاي جديد، باز شدن درز و تركهاي موجودكه ميتواند به سبب تغييرات ميدان تنش زمين لرزه ايجاد شود و نفوذسيالات درون زمين به درز و تركها و افزايش فشارمنفذي، باعث تغيير خصوصيات فيزيكي محيط ميشود. اين نفوذ سيالات در تركهاي ريز باعث ايجاد تغيير در شرايط استرس و فشار منفذي منطقه خواهد شد كه حتي تغيير جهت در تركها را سبب شده است.
در اين مقاله جهت تعيين تغييرات زماني ضريب Qc قبل و بعد از وقوع زلزله اهر- ورزقان، از زلزلههاي محلي رخداده درناحيه آذربايجان و شمال غرب ايران استفاده شده است. بدين منظور نگاشتهاي زلزله هاي ثبت شده در شبكه محلي آذربايجان - تبريز - موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران به مدت ١١ ماه - ١/٢/٢٠١٢-١/١/٢٠١٣، شش ماه و نيم قبل از وقوع زلزله و پنج ماه و نيم پس از وقوع زلزله - مورد بررسي و پردازش قرارگرفته است. جهت بالا بردن تعداد مسيرهاي مورد استفاده از زلزلههاي محلي ثبت شده توسط ايستگاههاي دائمي شبكه لرزهنگاري پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله موجود در منطقه نيز استفاده گرديده است.
٢ - روش تحقيق
با استفاده ازشكل موج زلزلههاي محلي ثبت شده و با استفاده از تئوري امواج دنبالهاي، پارامتر Qc به روش تك پراكنش به عقب - آكي وچوت، ١٩٧٥ - تخمين زده شده است. طبق اين مدل امواجكدا از پراكنش به عقب امواجحجمي توسط ناهمگني-هاي نامنظم و تصادفي موجود در پوسته و قسمت بالايي گوشته زمين توليد ميشوند. دامنه امواجكدا A - f,t - ، در يك نگاشت لرزهاي در فركانس مركزي - f - و در سيگنال با پهناي باند محدود ميتواند به عنوان تابعي از زمان سپري شده - t - كه از زمان واقعي رويداد زمينلرزه اندازهگيري ميشود به صورت زير بيان ميشود
رابطه فوق بيانگر رابطهاي خطي بينln[A - f,t - .t] وt ميباشد. بنابراين شيب خط مستقيم برازش شده بين مقادير ln[A - f,t - .t] وt يعني b=πf/Qc ، مقادير Qc در فركانسهاي مختلف را بدست ميدهد. مقادير محاسبه شده پارامتر كيفيت، مشابه مناطق فعال از نظر لرزهخيزي مشاهده گرديد
درشكل - ١ - تغييرات زماني مقاديرمحاسبه شده Qc درهر ماه براي پنجره هاي زماني مختلف قبل و پس اززلزله مشاهده مي-شود. درپنجره زماني٣٠ ثانيه، افزايش مقدارQc يك ماه قبل از وقوع زلزله به وضوح مشاهده ميشود. اين افزايش با دامنه كمتري براي زمان ٤٠ ثانيه نيز مشاهده شده ولي براي زمان ٢٠ ثانيه تغييرات جزئي بوده درحاليكه در زمان ١٠ ثانيه برعكس زمانهاي ديگركاهش مقدار Qc را شاهد هستيم.
درشكل - ٢ - ميزان تغييرات Qc يعني - dQc - درهرماه نسبت به ماه قبل را براي پنجره هاي زماني مختلف قبل و پس اززلزله بررسي شده است و مشاهده ميشودكه مقدار متوسط Qc درپنجرههاي زماني مختلف، قبل و پس از وقوع زلزله تغييرات روشني داشته و اين مقادير به جز درزمان١٠ ثانيه، پس از زلزله نسبت به بازه زماني قبل از زلزله كاهش يافته است.
براي زمانهاي٢٠، ٣٠ و٤٠ ثانيه افزايش مقدار Qc از ماه سوم آغازشده و تا ماه هفتم درهرماه افزايشكوچكي نسبت به ماه قبل دارد. درماه هشتم، براي زمانهاي٣٠ و٤٠ ثانيه ١١ روز قبل از وقوع زلزله مقدار Qc افزايش ناگهاني داشته كه براي٣٠ ثانيه اين افزايش، مقدار بيشتري داشته است. براي زمانهاي١٠و٢٠ ثانيه برعكس زمانهاي ديگر كاهش مقدار Qc را دراين ماه شاهد هستيم. در زمانهاي٢٠، ٣٠ و٤٠ ثانيه پس از وقوع زلزله، مقدار Qc كاهش يافته ولي درزمان١٠ ثانيه Qc بعد از زلزله افزايش كمي داشته است. با افزايش پنجره زماني، امواج كدا از عمق بيشتري عبور ميكنند.
نتايج نشان ميدهند كه پنجره زماني ٣٠ ثانيه در اين مورد مناسب بوده و امواج از منطقه كانوني عبوركرده كه تحت تاثير تغييرات تنش قرارداشته اند. درپنجره زماني١٠ ثانيه امواج ازلايههاي سطحي و عمق كمتري عبوركرده وحساسيتكمتري نسبت به تغييرات تنشدرعمقكانوني نشان ميدهند.
قبل از وقوع زلزله به سبب افزايش فشار و تنش، تركهاي موجود درناحيه گسلي به هم نزديك شده و سيالات از اين فضاها خارج ميگردند درنتيجه به سبب كاهش چگالي تركها و خروج سيالات، ناهمگني منطقه كاهش يافته و مقدار Qc افزايش مييابد. پس از وقوع زلزله به سبب خردشدگي منطقه، كاهش تنش، افزايش تركها و نفوذ سيالات ناهمگني منطقه افزايش يافته و مقدار Qc كاهش مييابد كه اين موضوع توسط پادهاي و همكاران - ٢٠١٣ - ، معهود و حمزه لو - ٢٠٠٩ - و جاين و آكي - ١٩٩١ - نيز تحت مدل اتساع تاييد شده است.
شكل ١. تغييرات زماني مقاديرمحاسبه شده Qc درهر ماه براي پنجره هاي زماني مختلف قبل و پس اززلزله
شكل ٢. ميزان تغييرات Qc درهر ماه نسبت به ماه قبل براي پنجره هاي زماني مختلف قبل و پس اززلزله. خط عمودي نشان دهنده زمان وقوع زلزله ١١/٨/٢٠١٢ اهر-ورزقان مي باشد.
لاكنت و همكاران - ٢٠١٠ - برخي شواهد زلزله شناسي و نيز تغييرات موقتي سرعت امواج لرزهاي و ناهمسانگردي را قبل از وقوع زلزله - Mw 6.3, 2009 - L’Aquila ايتاليا مورد بررسي قراردادند. شش ماه قبل از زلزله پيشلرزههايي به صورت خوشهاي درجهت شمالغربي- جنوب شرقي در منطقه رخ داده بود
