sismik kaynak, kayıt ve görüntüleme

Sismik Kaynak, Kayıt ve GörüntülemeSismik Kaynak, Kayıt ve Görüntüleme

Saha S

ism

olo

jisi

Ali Oncelaliosman.oncel@gmail.comJeofizik Mühendisliği Bölümü

İstanbul Üniversitesi

Sismik P-dalgası Hızları

Her bir kayacın kendine ait bir P dalga hızı vardır.Jeofizikte amaç yerin göremediğimiz kısmındaki yapıların hızlarını ve yerlerini belirlemektir.Çalışma başlangıcında jeologlardan arazi yapısı hakkında bilgi alınır.Eğer yüzeyde mostra vermiş kayaçlar varsa onların hız aralığına bakılarak bulundukları yerler tespit edilir.

Kaya T

ipi

Saha S

ism

olo

jisi

Yoğunluk ve sismik hız arasında doğrusal bir ilişki vardır, a ve b sabitler

Hız ve Yoğunluk “Birch Yasası”Kabuk ve Manto İçinde ki Kayalarda Yapılan Gözlemler

6km 18km 30km

Saha S

ism

olo

jisi

V = a ρ + b

Hız ve yoğunluk arasındaki ilişkinin tanımlanmasında kullanılan bir yasadır.Bu yasa ile 6,18 ve 30 km derinlikte bulunan malzemelerin lab.ortamında hem P hem S dalga hızı değerlendirilmiştir.

Nafe-Drake Eğrisi

P dalga hızı ve yoğunluk arasında önemli bir ampirik ilişki mevcuttur.

Kabuğu meydana getiren kayaçların yoğunluk ve hız değişimlerinin incelenmesiyle, Nafe-Drake eğrisi bulunmuştur.

Tuz gibi birkaç kayaç (genellikle düşük yoğunluklu) ve sülfüd cevherler (anormal derecede yüksek yoğunluklu) eğrinin dışında kalır.

Nafe-Drake eğrisinde volkanik ve metamorfik kayaçların hız yoğunluk eğrisinde sapma görülürken çökel türü sedimanter kayaçlarda eğri düzgündür. Saha S

ism

olo

jisi

Nafe-Drake Eğrisi

L=kireçtaşı; Q=kuvars; Sh=şeyl; Ss=kumtaşı.

Figure 3.10 of Lillie, 1999, modified from Birch, 1960

Sediment ve sedimanter kayaç

Volkanik ve metamorfik

kaya

Saha S

ism

olo

jisi

P-dalga hızının etkileyen faktörler

Yükselten etkenler mafik(magnezyum ve demirce zengin

mineraller) mineral içeriği (Nafe-Drake eğrisi)

basınç (modül değişimi > yoğunluk değişimi)

Azaltan etkenler sıcaklık (modül değişimi > yoğunluk

değişimi)

Saha S

ism

olo

jisi

S-dalga hızını etkileyen faktörler Yükselten etkenler

mafik mineral içeriği (Nafe-Drake eğrisi) basınç (modul(katsayı) değişimi > yoğunluk

değişimi)Azaltan etkenler Sıvının bulunması örnek gözenekli kum veya

kısmen erime olması Sıvılar içinde S dalgası ilerlemez.O yüzden

S dalgası takibi önemli bir parametredir. Kireçtaşı ile suyun hız aralıkları birbiri

içinde yer aldığı için ayırt etmek zordur.Buna “salina effect”denir.taşı ile suyu birbirinden ayı

Saha S

ism

olo

jisi

Saha S

ism

olo

jisi

Darbeli kaynaklar Patlatmalı Kaynaklar

Sismik dalgalar farklı kaynak türleriyle üretilirler: Ağırlık-düşürmeli kaynaklar (örnek. Çelik plaka üzerine çekiçle vurarak)Titreşimli ağırlık düşürmeTitreşimli kaynaklar (‘vibroseis’) Patlayıcılar (dinamit, aşağı atışlı tabanca)

Titreşimli

Saha S

ism

olo

jisi

Düşük hız tabakalı ortamda yer incelemesi yapılırken, yarım tonluk yükün yere düşürülmesi.

Darbeli kaynak kullanımı yüzlerce kg ağırlığındaki malzemenin traktör yada vinç türü araçlarla yere bırakılmasıdır.

Saha S

ism

olo

jisi

Saha S

ism

olo

jisi

Saha S

ism

olo

jisi

Balyoz ile çalışma yaparken bloğa yandan vurulduğunda

S dalgası elde edilir.Yukarıdan vurulduğunda ise P dalgası elde edilir.

Saha S

ism

olo

jisi

Jeofon: Hareketli Bobin

Saha S

ism

olo

jisi

Saha S

ism

olo

jisi

Saha S

ism

olo

jisi

Saha S

ism

olo

jisi

Saha S

ism

olo

jisi

Intr

od

uct

ion t

o G

eop

hysi

cs-K

FUPM

Saha S

ism

olo

jisi

Sismik Kayıt: Kanal 6

Saha S

ism

olo

jisi

Yansıma Eğrisi

Saha S

ism

olo

jisi

Geometrics StrataView OYO Geospace DAS 1 Saha S

ism

olo

jisi

Tomografi

Saha S

ism

olo

jisi

Deprem sismolojisi ile Arama sismolojisi yöntem olarak aynıdır

fakat kaynak bakımından biri doğal diğeri yapay kaynaklıdır.

Yüzlerce depreme ait veriler analiz edilir.Bu yolla çalışılan alanın hız yapısı belirlenir.

Sismik tomografi yöntemi sismik dalgaları üç boyutlu kayıtçı sistemi ile kayıt etmektedir.

Tomografi yönteminin amaçları

Tomografi kavramı yer içinin sıcaklık ve kompozisyon değişimini ortaya koyar.

Tomografi yönteminin Sismolojideki amacı:

Mantonun en sıcak ve soğuk bölümlerini bulmak,

Manto içindeki konveksiyon akımlarının akış yönünü belirlemek,

Çekirdek ve manto sınırındaki vadi dağ yapısını belirlemektir.

Saha S

ism

olo

jisi

Lokal Tomografi:3 boyutlu kabuk çalışmalarında kaynak ve alıcı birlikte bulunur.

Lokal Tomografi:3 boyutlu kabuk çalışmalarında kaynak ve alıcı birlikte bulunur.

Global Tomografi:Tüm dünyanın değişik yerlerinden gelen kaynağın yeri ve yönü belirli değildir.Yeterli veri sayısına ulaşıldığında bu istasyondan yerin altına doğru hız değişimi görüntülenebilir.

Global Tomografi:Tüm dünyanın değişik yerlerinden gelen kaynağın yeri ve yönü belirli değildir.Yeterli veri sayısına ulaşıldığında bu istasyondan yerin altına doğru hız değişimi görüntülenebilir.

Tomografi yöntemi lokal ve global olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.Lokal tomografiye örnek verecek olursak bir bölgede deprem meydana geldikten hemen sonra bu bölgeye yerleştirdiğimiz kayıtçı yardımı ile artçı depremler ve yer içindeki hız değişimi belirlenebilir.

Modified after from Dr. Stephan Husen’s lecture notes

What are the main differences between local tomography and teleseismic tomography? Saha S

ism

olo

jisi

Telesismik TomografiTelesismik dalgalar uzaktan gelen geniş periyotlu dalgalardır.Bunları kayıt etmek için geniş periyotlu kayıtçılara ihtiyacımız vardır.Telesismik tomografi ile kaydedilen yerin altı ile ilgili bilgi toplayabilmekteyiz.Hedefleri: Bulunulan alanın altındaki mantonun alt ve üst yapısını belirlemek, dalan bir levhanın indiği derinliği bulmak, kıtaların köklerinin nereye kadar gittiğinin tespiti vs.

Hedef alanistasyonlar

earthquakes

Modified after from Dr. Stephan Husen’s lecture notes Saha S

ism

olo

jisi

Global network for past 40 years

Saha S

ism

olo

jisi

Data: Arrival TimeTomografi kullanılarak cisim dalgalarının seyahat zamanlarının ilk varışları bulunabilir.

M4 earthquake close to Brugg, Station DAVOX

Modified after from Dr. Stephan Husen’s lecture notes Saha S

ism

olo

jisi