بخشی از مقاله
چكيده
اين مطالعه با استفاده از روش توموگرافي دوبعدي سرعت موج برشي ML به بررسي گراديان تغييرات جانبي ضخامت پوسته در تركيه پرداخته است. در اين پژوهش از شكلموجهاي ثبت شده توسط شبكه لرزهنگاري KOERI، سازمان تحقيقاتي و رصدخانه زلزلهشناسي اروپا و شبكههاي لرزهنگاري ايران استفاده شده است. دادهها شامل ٢٥٦٩١ خوانش سرعت ML از ٥٢١ رويداد زمينلرزه هستند. براي تهيه نقشه توموگرافي سرعت دو بعدي موج برشي ML از روش كمترين مربعات ميرا شونده وزن دار مقيد استفاده شده است. سرعتهاي بيشتر از ٤ كيلومتر بر ثانيه براي شرق تركيه و بلوك آناتوليد واقع در جنوبغربي تركيه نشاندهندة مسدود شدن انتشار موج Lg استبلوك. كيرشَهير واقع در قسمت مركزي آناتولي داراي سرعت كم موج Lg است كه نشانگر قارهاي بودن اين بلوك است. قطعه تكتونيكي پانتيدس در شمال گسله آناتولي شمالي سرعتي معادل سرعت گروه موج Lg دارد. در غرب تركيه در جنوب درياي مارمارا سرعت كم بدست آمده است.
واژههاي كليدي: موج Lg، سرعت موج برشي، تركيه، توموگرافي، كمترين مربعات، كمان اژه
١ مقدمه
پوسته تركيه از كنار هم قرارگيري چندين قطعه تكتونيكي با ويژگيهاي متمايز در اواخر ترشياري تشكيل شده است - اُكاي،٢٠٠٠ - . وجود رشتهكوهها و چندين آتشفشان در شرق، مرزهاي برخوردي صفحه عربي با صفحه آناتولي، فرورانش جوان كمان اژه و تعداد زيادي گسل فعال در تركيه باعث اهميت مطالعه ساختار و تغييرات ضخامت پوسته در هركدام از اين نواحيميشود. پوسته تركيه از نظر لرزهزمينساخت شامل چهار ايالت به نامهاي گسله آناتولي شمالي، گسله آناتولي شرقي، گسله درياي مرده و فرورانش كمان اژه استاُكاي، - ٢٠٠٠و بزكورت، ٢٠٠٢ - . نحوه انتشار موج Lg به تغييرات ضخامت پوسته حساس است، بنابراين با بررسي تغييرات سرعت موج Lg ميتوان ساختار سرعتي پوسته در هر يك از قطعات تكتونيكي و ايالتهاي لرزهزمينساختي تركيه را بدست آورد. حضور موج Lg در فلات تركيه و ايران توسط كاديسني-كيد و همكاران - ١٩٨١ - بررسي شده است.
قبلا اين پژوهش براي پوسته ايران توسط ماهري و همكاران - ٢٠١٣ - انجام شده و طبق نتايج ايشان مرز بين هريك از ايالتهاي لرزهزمينساختي ايران بهطور دقيق شناسايي شده است. با توجه به قرار گرفتن تركيه در كمربند آلپ-هيماليا، پوشش ايستگاهي مناسب و در دسترس بودن دادههاي لرزهاي، فلات تركيه گزينه مناسبي براي بررسي روند تغييرات ضخامت پوسته است. با استناد به نتايج تحقيقات و مطالعات انجام گرفته در پوسته تركيه با استفاده از تكنيك تابع گيرنده و توموگرافي امواج Pn و Sn به طور كلي ضخامت پوسته از شرق به غرب تركيه در حال نازك شدن است - تازل و همكاران،٢٠١٠،پِي و همكاران، ٢٠١١و وناكور و همكاران، ٢٠١٣ - . مطالعه حاضر اولين مطالعه با استفاده از توموگرافي دو بعدي سرعت موج برشي ML در تركيه است كه به بررسي گراديان تغييرات ضخامت پوسته ميپردازد.
٢ روش تحقيق
دادههاي مورد استفاده در اين پژوهش از شكلموجهاي ثبت شده توسط شبكه لرزهنگاري كشور تركيه به نام موسسه تحقيقاتي و رصدخانه KANDILLI وابسته به دانشگاه Bogazici، سازمان تحقيقاتي و رصدخانه زلزلهشناسي اروپا و شبكههاي لرزهنگاري ايران تهيه شده است. شبكه لرزهنگاري KOERI واقع در تركيه در حال حاضر مجهز به ١٥٠ ايستگاه باند پهن، ٣٥ ايستگاه كوتاهدوره و ٩٢ ايستگاه شتابنگار است. زلزلههاي انتخابي داراي بزرگا ٥/٦-٤ و از سال ٢٠٠٥ تا ٢٠١٧ ميلادي است. بانك داده در اين پژوهش در مجموع شامل ٥٢١ رويداد زلزله است كه با استفاده از نرمافزار سايزن به طور دقيق مكانيابي شده و خطاي رومركز زلزلهها ٥ كيلومتر يا كمتر هستند. دادههاي مورد استفاده داراي پوشش پرتويي بسيار مناسب در فلات تركيه و غرب ايران است - شكل١ - .
بهمنظور بررسي سرعت بيشينه دامنه جابهجايي موج برشي ابتدا از روي دادهها پاسخ دستگاهي برداشته و سپس سيگنال مصنوعي وود اندرسون از هماميخت سيگنال بدست آمده با تابع پاسخ دستگاه وود اندرسون ساخته و زمانرسيد بيشينه دامنه روي پنجره موج برشي استخراج ميشود - هاتون و بور، ١٩٨٧ - . برداشت زمانرسيد بيشينه دامنه موج برشي با استفاده از نرمافزار سايزن صورت گرفت - هاوسكو و واوته مورلو، ١٩٩٩ - و سرعت متوسط موج برشي براي هر پرتو با استفاده از زمانرسيد و فاصله بين چشمه تا ايستگاه محاسبه شد - شكل٢ - .براي جلوگيري از ورود دادههاي پرت در وارونسازي با اعمال فيلتر سرعت دادههايي كه سرعتي معادل ٧/٤-٢ كيلومتر بر ثانيه دارند انتخاب شده است. بنابراين در اين تحقيق به جاي زمانرسيد موج Lg از سرعت اين موج استفاده ميشود كه براي محاسبه مدل سرعت موج برشي بدون اعمال ناهمسانگردي از رابطه - ١ - استفاده شده است:
در رابطه - ١ - ، ui كندي پرتو بين هر ايستگاه و چشمه لرزهاي، j شماره سلول، rij مسير طي شده پرتو i در سلول j ام، Ri طول پرتو i ام و u j كندي موج Lg در سلول j ام است. ui مشاهدات و u j مجهولات مسئله هستند. براي محاسبه مجهولات از وارونسازي مستقيم به روش كمترين مربعات ميراشونده وزندار مقيد استفاده شده است. با محاسبه نقشه توموگرافي سرعت موج برشي ميتوان مناطق عبوردهنده يا مسدودكننده موج Lg را شناسايي و تغييرات ضخامت پوسته در منطقه مورد مطالعه را بررسي كرد. طبق نتايج مطالعات محققان سرعت گروه موج Lg ٥/٣ – ٨/٢ كيلومتر بر ثانيه است. عدم تطابق سرعت گروه موج Lg با سرعت موج برشي بيانگر كاهندگي دامنه موج Lg است كه نشان ميدهد بيشينه دامنه جابه جايي مربوط به فازهاي ديگر موج برشي مانند Sn يا مدهاي بالاتر موج لاو است. به منظور ارزيابي نتايج توموگرافي و اطمينان يافتن از درستي فرآيند وارونسازي، آزمون مدل صفحه شطرنجي با سرعت ميانگين ٢٥/٣ كيلومتر بر ثانيه انجام شده است كه تفكيكپذيري سلولها بعد از انجام فرآيند اعتبارسازي قابل قبول است.
٣ نتيجهگيري
نقشه حاصل از توموگرافي سرعت بيشينه دامنه موج برشي بدست آمده از اين تحقيق در شكل - ٣ - نشان داده شده است. در شمالغرب ايران سرعت موج برشي ٥/٣-٢ كيلومتر بر ثانيه است كه علت كم بودن سرعت، حضور آتشفشانهايي نظير سهند و سبلان و گرم بودن پوسته است. سرعت بدست آمده از اين مطالعه براي شرق تركيه در محل مجموعه برافزايشي حاصل از فرورانش اقيانوس نئوتتيس مياني بيش از ٤ كيلومتر بر ثانيه است كه بزرگتر از سرعت گروه موج Lg است و با مطالعات صورت گرفته در اين منطقه مبني بر ضخامت زياد - ٤٥-٥٣ كيلومتر - پوسته تطابق داردگُك - و همكاران، ٢٠٠٦ و تازل و همكاران، ٢٠١٠براي - . بلوك كيرشَهير واقع در مركز صفحه آناتولي در جنوب گسله آناتولي شمالي سرعت موج برشي محاسبه شده ٥/٢ تا ٢/٣ كيلومتر بر ثانيه بدست آمده است كه معادل سرعت گروه موج Lg است و مطابق مطالعات گذشته گراديان تغييرات ضخامت پوسته در اين قطعه تكتونيكي مشاهده نميشود. ضخامت پوسته در قسمت مركزي آناتولي ٣٦ كيلومتر است
