بخشی از مقاله
چكيده
در اين مطالعه با استفاده از ٤٨٠١٦ بيشينه دامنهي ركوردهاي مصنوعي لرزهنگاشت وود-اندرسون استخراج شده از شكل موجهاي ٢٦٥٠ زلزلهي ثبت شده توسط شبكههاي دائمي كشور و شبكههاي موقت دانشگاه تحصيلات تكميلي علومپايه زنجان، رابطهي كاهندگي بزرگاي محلي براي ايران به صورت زير محاسبه شده است:
كه در اين رابطه R فاصله كانوني برحسب كيلومتر و A0 بيشينه دامنهي جابجايي موج برشي برحسب ميليمتر است. براي محاسبه اين رابطه از دامنههاي ثبت شده در فواصل كانوني بين ١٠ تا ٨٠٠ كيلومتر استفاده شده است. دادهها از زلزلههاي دوباره مكانيابي شده با دقت بهتر از ٥ كيلومتر جمعأوري شدهاند. اين دقت بالا در مكانيابي زلزلهها و وجود خوانشهاي با فاصله نزديك كانوني امكان محاسبه پارامتر پخش هندسي با دقت بالا را ميسر ساخت. مقدار اين پارامتر بيشتر از رابطه هاتون-بور است كه پخش فوق كروي امواج برشي در فواصل كانوني نزديكتر از ١٠٠ كيلومتر را نشان ميدهد. مقدار كاهندگي ذاتي براي فواصل بيشتر از ٢٠٠ كيلومتر كمتر از رابطه هاتون-بور بدست آمده است.
١ مقدمه
برآورد بزرگاي زمينلرزه نقش اساسي در تعيين سازوكار لرزهخيزي و تحليل خطر زلزله در فلات ايران دارد. بهترين روش محاسبهي بزرگاي يك زلزله به روش گشتاوري - Mw - است كه در مطالعات تحليل خطر زلزله بسيار كاربردي است. با توجه به اينكه محاسبهي بزرگاي گشتاوري وقتگير است و همچنين به دليل اينكه بيشتر زلزلههايي كه در ايران رخ ميدهند بزرگايي كمتر از ٦ دارند، ميتوان بزرگاي محلي را محاسبه كرد و سپس با استفاده از روابط تجربي آن را به بزرگاي گشتاوري تبديل كرد. در اين حالت با محاسبهي دقيق پارامترهاي كاهندگي و كاهش خطاي محاسبهي بزرگاي محلي، بزرگاي گشتاوري با دقت قابل قبولي قابل تخمين است.
كاتالوگهاي لرزهاي تهيه شده توسط دو مركز بينالمللي لرزهنگاري - ISC - و مركز اطلاعات زلزله آمريكا - NEIC - ، اغلب در كارهاي مهندسي زلزله و تحليل خطر لرزهاي در ايران مورد استفاده قرار ميگيرد. بزرگاي گزارش شده در اين كاتالوگها mb و MS است.
عدم استفاده از يك بزرگاي واحد و كاليبره شده توسط دو شبكه لرزهنگاري دائم كشوري، شبكه ملي لرزهنگاري وابسته به موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران و شبكهي لرزهنگاري باند پهن پژوهشگاه بينالمللي زلزلهشناسي و مهندسي زلزله، باعث ايجاد مشكلات و سردرگمي در استفاده از كاتالوگهاي توليد شده در ايران جهت تحقيقات زلزلهشناسي و همچنين كارهاي تحليل خطر شده است. كاتالوگ مركز لرزهنگاري كشوري ايران وابسته به موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران، بزرگاي زلزلههاي ايران را بر حسب مقياس ناتلي، MN، گزارش ميكند.
شبكهي لرزهنگاري كشوري ايران در حال حاضر از رابطهي بزرگاي ناتلي كه توسط رضاپور براي شبكه تبريز كاليبره شده را استفاده ميكند و در محاسبات خود تصحيحات ايستگاهي را اعمال نميكند. پژوهشگاه بينالمللي زلزلهشناسي و مهندسي زلزله براي تعيين بزرگا در ايران از رابطهي هاتون و بور - ١٩٨٧ - كه براي كاليفرنياي جنوبي محاسبه شده است، استفاده ميكند و در محاسبات خود تصحيحات ايستگاهي را اعمال نميكند.
رابطهي بزرگاي محلي - ML - توسط عسكري و همكاران - ٢٠٠٩ - براي البرز مركزي، شهبازي - ٢٠١٠ - و رضاپور و رضايي - ٢٠١١ - براي شمال غرب ايران كاليبره شده است. همچنين ML توسط شجاع طاهري و همكاران - ٢٠٠٧ - براي كل ايران با استفاده از دادههاي دستگاههاي شتابنگاري به دست آمده است.
رابطهي شجاع طاهري محدود به فواصل كمتر از ٢٠٠ كيلومتر و زلزلههايي با بزرگاي بيشتر از ٥/٤ است و مخصوص استفاده در شبكه شتابنگاري است. بنابراين همه رابطههاي بزرگاي موجود يا براي منطقه خاصي از ايران هستند و يا مخصوص استفاده در شبكهي لرزهنگاري خاصي هستند. با توجه به اهميت يكپارچهسازي كاتالوگهاي لرزهاي ايران و سهولت استفاده از بزرگاي ML در تمام شبكههاي لرزهنگاري ايران، محاسبهي يك رابطهي بزرگاي محلي به همراه تصحيحات ايستگاهي براي ايستگاههاي لرزهنگاري بسيار ضروري است.
شكل ١ - منطقهي مورد مطالعه و پوشش پرتوي حاصل از دادههاي انتخابي. خطوط ممتد سياه گسلهاي فعال، دايرهها رومركز زلزلهها و مثلثهاي سبز، زرد و آبي به ترتيب ايستگاههاي زلزلهنگاري شبكههاي موقت دانشگاه تحصيلات تكميلي علومپايه زنجان، پژوهشگاه بينالمللي زلزلهشناسي مهندسي زلزله و مركز لرزهنگاري كشوري وابسته به موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران را نشان ميدهند. خطوط خاكستري پرتوهاي بين جفت ايستگاه و زلزلهها هستند.
٢ روش تحقيق
دادههاي مورد استفاده در اين مطالعه شكل موجهاي ٢٦٥٠ زلزله است كه توسط دو مركز اصلي لرزهنگاري كشوري، موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران و پژوهشگاه بينالمللي زلزلهشناسي و مهندسي زلزله و همچنين شبكهي لرزهنگاري موقت تالش متعلق به دانشگاه تحصيلات تكميلي علومپايه زنجان ثبت شدهاند. رويدادهاي استفاده شده در اين تحقيق با استفاده از روش HDC - مانند: قدس و همكاران، ٢٠١٥ - تحت مكانيابي مجدد قرار گرفتهاند و داراي دقت مكاني مطلق رومركزي كمتر از ٥ كيلومتر هستند. خوشههاي لرزهاي انتخابي پراكندگي مكاني خوبي در فلات ايران دارند كه همگي در اعماق كمتر از ٢٥ كيلومتر رخ دادهاند. تعداد ٢٦٥٠ رويداد انتخابي در قالب ٤٥ خوشه لرزهاي هستند كه در محدوده زماني ١٩٩٦ الي ٢٠١٣ رخ دادهاند. شكل - ١ - پوشش پرتوي مورد استفاده در اين تحقيق را نشان ميدهد كه نشانگر يك پوشش مناسب در بيشتر مناطق ايران است.
چارلز ريشتر - ١٩٣٥ - براي اولين بار مقياس بزرگا را براي مقايسه نسبي انرژي زلزلهها در جنوب كاليفرنيا معرفي كرد. رابطهي ريشتر با استفاده از بيشينه دامنههاي ثبت شده روي مولفههاي افقي لرزهنگاشت پيچشي وود- اندرسون با دوره طبيعي ٨/٠ ثانيه، فاكتور كاهندگي ٨/٠ و بزرگنمايي ٢٠٨٠ - اورهامر و كلينز، ١٩٩٠ - بدست آمد. رابطهي ريشتر براي بزرگاي محلي به صورت زير تعريف ميشود،
كه در اين رابطه A بيشينه دامنه خوانده شده - بر حسب ميليمتر - بر روي لرزهنگاشت وود-اندرسون در فاصله كانوني - بر حسب كيلومتر - است.
در رابطهي - ١ - منحني تجربي كاهندگي شامل پارامترهاي n و k است و بستگي به پخش هندسي و ميرايي ناشي از غيرالاستيك بودن زمين و پراكنش پرتوها در طول مسير بين كانون و ايستگاه دارد. براي بدست آوردن اين پارامترها يك منحني پارامتري - معادله ٢ - بر دامنههاي مشاهده شده برازش ميشود:
كه در آن Aij دامنهي ثبت شده از زلزلهي اُمi در ايستگاه اُمj ، Rij فاصلهي كانوني بين هر جفت ايستگاه و زلزله ، n ضريب پخش هندسي - - A R1n و k ثابت كاهندگي - - A e kR است. معادلهي - 2 - يك معادلهي كاملاً خطي براي بزرگا و پارامترهاي كاهندگي است بنابراين مجهولات با استفاده از فرآيند وارونسازي مستقيم و به روش كمترين مربعات بدست ميآيند.
- الف - - ب - شكل ٢ - الف - منحني كاهندگي به دست آمده از اين مطالعه. ب - مقايسه منحني كاهندگي محاسبه شده با رابطه بزرگاي هاتون و بور - ١٩٨٧ - .
٣ نتيجهگيري
بعد از فرآيند وارونسازي براي محاسبهي بزرگا و پارامترهاي كاهندگي، دامنهي تصحيح شده با استفاده از رابطهي بدست آمده براي log A0 محاسبه شد - شكل٢- الف - .
