BBM3 Upper Mantle of the Earth

Англ.

Введите запрос в строку ниже:





Землетрясения Северной Италии 2012 года.


Содержание.
- Введение.
- Общие сведения о геологии и тектонике Северной Италии.
- Механизм очагов землетрясений по данным Геологической службы США.
- Теоретические годографы P-волны.
- Зона тени в мантии Земли и жидкое внешнее ядро.
- Томография на рассеянии S-волн и Коды в Северной Италии.
- Мантия Альпийско-Средиземноморского региона по данным томографии на Р-волнах.
- Источники информации.
- Землетрясения Северной Италии 2012 года в фотографиях.
- Оставить комментарии.





Введение.

Italy Map. Moment Tensor. В мае 2012 года два крупных землетрясения произошли в Северной Италии.
1. 20 мая 2012 года в 4:03 по местному времени (2:03 UTC), землетрясение магнитудой 6.1 произошло в регионе Emilia-Romagna, в 36 километрах к северу от города Болонья. Эпицентр находился между Finale Emilia и Сан-Феличе-суль-Панаро. Землетрясение началась форшоком с магнитудой 4,0 в 01:13 по местному времени (23:13 UTC 19 мая). В последующие девять дней произошло:
- шесть толчков магнитудой выше 5.0;
- 28 толчков с магнитудой 4-5;
- 139 толчков с магнитудой 3-4.
Механизм очага свидетельствует о том, что землетрясение явилось результатом надвигов, явившихся результатом сжатия, направленного с севера на юг, проявившегося в миграции разломов, которая имеет тенденцию направленности с запада на восток. Этот тип разломов согласуется с региональной тектонической обстановке.
2. 29 мая (около 9:00 CEST, 07.00 UTC) в том же районе произошло землетрясение магнитудой 5,8. Эпицентр расположен в 5-10 километрах ниже Mirandola. Серия из двух или трех (по данным разных источников) сильных толчков с магнитудой более 5 произошла с 12:55 и до 13:02 по местному времени. Механизм этого землетрясения был подобен механизму толчков 20 мая.
Наверх






Общие сведения о геологии и тектонике Северной Италии.

Северная Италия характеризуется различными геологическими структурами. Укажем две наиболее заметные.
- Осадочный бассейн долины реки По, который граничит с северными Апеннинами на юге.
- Цепь Альпийских гор на севере.
С точки зрения генерации сейсмических S-волн, горные породы долины реки По, как правило, характеризуются большей эффективностью, по сравнению с породами западных Альп и северных Апеннин. С другой стороны, высокое затухание наблюдается в северных Апеннин. Что связывается с наличием высокого теплового потока.

Simplified tectonic map of northern Italy. Упрощенная тектоническая схема северной Италии (Carminati et al. 2004): (1) прибрежная полоса, (2) отложения передового прогиба, (3) области тектонического сжатия на Апеннинах, (4) аккреционный надвигововый пояс, сформированный во время Альпийского орогенеза в Альпах и на Корсике, (5 ) районы, затронутые экстенсивной тектоникой, (6) выходы кристаллического фундамента, (7) районы с океанической корой, (8) Апеннинский водораздел, (9) надвиги, (10) разломы.

Равнина реки По - это передовой бассейн, образованный прогибанием земной коры вниз под нагрузкой Апеннинской надвиговой пластины. Передовой бассейн перекрытый и, в основном, скрыт активным фронтом Северного Апеннинского разлома и надвиговым поясом. В этом поясе наблюдается, в настоящее время, сокращение со скоростью около одного миллиметра в год. Информация, полученная при разведке углеводородов, показывает, что область подстилается серией активных надвигов и связанной с ними складчатостью. Эти слепые надвиги имеют примерно ЗСЗ-ВЮВ простирание, параллельное горной системе, и не крутое падение к Юго - Юго-Западу.
Simplified tectonic map of northern Italy. (a) Топографическая (SRTM 90 м) и батиметрическая (GEBCO 1 km) северной и центральной Италии с районом исследования (белый прямоугольник).
(b) Усредненный топографический профиль вдоль полосы, отмеченной белым прямоугольником на (a) через северные Апеннины.
(c) Обобщенный геологический разрез земной коры и верхней мантии с данными об эпицентрах землетрясений. PQ - Плиоцен-Четвертичные отложения; L - Лигурийский покров; T - чешуйчатые третичные терригенные турбидиты прогиба, M - Мезозойские известняки, PM – деформированная, недифференцированная, мезозой - палеозойская кора Тетиса. Эмилия, Романья и Умбрия-Марке, относятся к сегментам Аппенинской цепи.

Деформация земной коры, подъем горных пород и топографический рост Апеннин привязаны к субдукции Адриатики, которая началась в олигоцене во время альпийского горообразования и периода главной реорганизации Средиземноморской плиты.
Майские землетрясения на севере Италии произошли в результате неглубоких надвигов. В этом месте геология представлена структурами Апеннинского типа с преобладанием тектоники сжатия с формированием поясов надвигов.
В более широком плане, сейсмическая активность Средиземноморского региона обусловлена движением на север со скоростью 4-10 мм год Африканской плиты относительно Евразийской плиты, и взаимодействием этих плит вдоль сложной их границы. Это сближение началось примерно 50 млн лет назад и было связано с закрытием моря Тетис. Средиземное море является современным остатком дня моря Тетис.
Наверх

Механизм очагов землетрясений по данным Геологической службы США.


USGS Moment Tensor Solution. Map. USGS Moment Tensor Solution
На рисунке выше показано визуальное представление о стиле разломов (фокальный механизм). Затененные области квадрантов фокальной сферы показывают области, в которых первые движения Р-волны направлены ОТ источника, а незатененные области показывают квадранты, в которых первые движения Р-волны направлены к источнику. Точки представляют оси максимального напряжения сжатия (черная точка называется "Р-ось"), а ось максимального растяжения отмечена белой точкой и называется "T-осью". Эти деформации происходят в результате землетрясения.
Наверх

Теоретические годографы P-волны.

(От землетрясения в Северной Италии М 5,8, Вторник, 29 мае 2012 в 7:00:03 UTC)
Theoretical P-Wave Travel Times.
Эта карта показывает предсказанное (теоретическое) время в пути в минутах P-волны от землетрясения до точек по всему миру. Время в пути вычисляются с использованием сферически-симметричного референтной модели Земли IASP91. Жирные черные линии показывают приблизительные расстояния до зоны тени Р-волны (от 103 до 140 градусов).
Наверх



Зона тени в мантии Земли и жидкое внешнее ядро.


Зона тени – это область на поверхности Земли, в диапазоне эпицентральных расстояний от 104 до 140 градусов от заданного землетрясения, в которой не регистрируется прямая Р-волна. Зона тени создается за счет того, что S-волна не распространяется в жидком внешнем ядре Земли, а Р-волна резко преломляется на границе нижней (твердой) мантии и внешнего (жидкого) ядра.
Зона тени была обнаружена примерно в 1910 году, при изучении распространения P и S волн. Отсутствием S-волн и сильное уменьшение скорости Р-волны (примерно на 40%) в диапазоне эпицентральных расстояний от 104 до 140 градусов от заданного землетрясения, позволило сделать вывод о том, что внешнее ядро жидкое. Зона тени позволяет определить диаметр ядра.

Наверх

Томография на рассеянии S-волн и Коды в Северной Италии.

Томография на затухании прямых поперечных волн и Коды выявила горизонтальные неоднородности во внутреннем устройстве Северной Италии (зоне сочленения Альп и Апеннин, прогиб бассейна реки По, самих горных цепей). И для Коды, и для прямых S-волн наблюдается схожая тенденция в различных частотных диапазонах, хотя латеральное затухание Коды является более сглаженным, особенно для высоких и низких частот.
Область низкого затухания, выявленная в южной части западных Альп, характеризуется присутствием в геологическом устройстве кристаллических массивов. К северу от этой зоны, в западных Альпах, очень низкая аномалия затухания (Q) связана с телом Ивреа (Ivrea). Широкий диапазон частот, в которых наблюдается аномалия, указывает на наличие неоднородностей различной величины.
Результаты также показывают высокое затухание (Q) под бассейном реки По, крупнейшим аллювиальным бассейном на севере Италии. Этот регион имеет сложную геологическую структуру, так как фронт надвига северных Апеннин перекрыт четвертичным аллювием переменной толщины. А это обуславливает наличие аномалий в распространении сейсмических волн.
2D Direct S-Wave Attenuation Tomography in Northern Italy. Результаты 2D инверсии прямой волны для всех анализируемых частотных диапазонов. Значение (Q) в нижней части каждого изображения есть средние значения Q-фактора (Quality Factor) для области приемлемого разрешения (цветная часть каждой карты) для каждой частоты. Цветовая гамма указывает на изменение в процентах по отношению к (Q). Белыми треугольниками обозначены сейсмостанции а черными кружочками обозначены события, используемые для обращения. 2D Coda-Wave Attenuation Tomography in Northern Italy. Результаты Q томографии для Коды волн на всех диапазонах частот. Каждое изображение показывает изменение Q в процентах по отношению к среднему значению. Обозначения те же, что и для результатов инверсии по прямым волнам.


Наверх

Мантия Альпийско-Средиземноморского региона по данным томографии на Р-волнах.

Приведем некоторые результаты исследования скоростных неоднородностей Р-волн, характеризующих структуру верхней мантии Европейско-Средиземноморского региона вплоть до глубины 1000 км. Исследования проведены методом сейсмической томографии, основанной на годографах Р-волн.
2D Direct S-Wave Attenuation Tomography in Northern Italy. 2D Coda-Wave Attenuation Tomography in Northern Italy.
Вертикальные сечения через некоторые, наиболее характерные элементы скоростной модели. Верхняя схема показывает расположение разреза. Каждое сечение имеет одну и ту же длину по горизонтали (около 20o по дуге большого круга) и протяженность по глубине (достигающей нижней части модели).
Под схемой приведен сам разрез. Линия разреза разбита на 5-тиградусные интервалы по горизонтали. На разрезах 410 км и 660 км разделы обозначены тонкими и толстыми линиями, соответственно.

 A-a - низкоскоростная неоднородность под Центральным массивом (верхние 250 км). Синтетический тест показывает, что центральная часть раздела имеет хорошее разрешение, но обнаруживаются некоторые вертикальные утечки и, поэтому, узкие, каналоподобные структуры не могут считаться достоверными.
 B-b - сечение примерно совпадает по расположению с Европейским геотраверсом. Высокоскоростная аномалия углубляется с поверхности ниже центральных Альп, её наиболее контрастная часть достигает примерной глубины 200 км. Анализ покрытия области исследования сейсмическими лучами данных и данных синтетического моделирования позволил сделать вывод о хорошем разрешении в центральной части разреза. Отметим концентрацию высокоскоростного вещества в интервале глубин от 400 км до 800 км.
 C-c - неглубокие высокоскоростные аномалии под северной Адриатикой, возможно, связаны с высокоскоростными структурами, под северными Апеннинами. С Тирренской стороны, клиновидная низкоскоростная аномалия непосредственно над плитой сливается с низкоамплитудой и низкоскоростной аномалией западной части Средиземного моря, простирающейся до глубины 400 км.
 D-d - контрастная низкоскоростная аномалия под центральной частью Апеннин находится в интервале глубин 0-250 км. В восточной части сечения высокоскоростная литосфера Адриатики погружается под Динариды.
 E-e - высокоскоростная аномалия на Ионической стороне Калабрийской дуги связана с высокоскоростной структурой, крутопадающей под эту дугу, в мантию и изгибающуюся горизонтально в переходной зоне. Синтетический тест показывает, что горизонтальные размытия могут привести к артифактам вдоль этого сечения на среднемантийном уровне.
  F-f - высокоскоростной материал можно проследить от поверхности, через верхнюю мантию, через 670 км границу, и, далее, вниз к подошве модели в Греческом желобе. Высокоамплитудная, хорошо опробованная экспериментальными данными, низкоскоростная клиновидная аномалия обнаружена в корреспонденции с Эгейским бассейном. Корреляция между плотностью лучей, покрывающей область исследования и формы скоростных аномалий свидетельствует о том, что размывание этих небольших аномалий вероятно, можно ожидать в более глубокой части разреза.
Наверх


Источники информации:
1. Morasca P., K. Mayeda, R. Gok, S. Phillips, L. Malagnini,(2008) 2D Coda and Direct-Wave Attenuation Tomography in Northern Italy, Bulletin of the Seismological Society of America, vol. 98, issue 4, pp. 1936-1946 DOI: 10.1785/0120070089
2. Picotti, V. and Pazzaglia, F. J., (2008), A new active tectonic model for the construction of the northern Apennines mountain front near Bologna (Italy): Journal of Geophysical Research, 113, doi:10.1029/2007JB005307.
3. Piromallo C., Morelli A., (2003) P wave tomography of the mantle under the Alpine-Mediterranean area, Journal of Geophysical Research, VOL. 108, NO. B2, 2065
4. Вебсайты:
- http://en.wikipedia.org/wiki/2012_Northern_Italy_earthquakes .
- http://www.emsc-csem.org/Earthquake/209/M-6-1-NORTHERN-ITALY-on-May-20th-2012-at-02-03-UTC.
- http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqarchives/fm/neic_b000a1mn_fmt.php.
- http://earthquake.usgs.gov/learn.
- http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqarchives/poster/2012/20120529.php.
- http://www.emsc-csem.org.
- http://www.corriere.it/cronache/12_maggio_29/terremoto-scossa-nord-italia_0a299d18-a95d-11e1-a673-99a9606f0957.shtml.
Наверх

Землетрясения Северной Италии 2012 года в фотографиях.

(Click on the thumbnail below to view larger image)
2012 Northern Italy Earthquakes. 2012 Northern Italy Earthquakes. 2012 Northern Italy Earthquakes. 2012 Northern Italy Earthquakes. 2012 Northern Italy Earthquakes. 2012 Northern Italy Earthquakes. 2012 Northern Italy Earthquakes. 2012 Northern Italy Earthquakes. 2012 Northern Italy Earthquakes. 2012 Northern Italy Earthquakes. 2012 Northern Italy Earthquakes.
Увеличенное изображение 
Наверх


blog comments powered by Disqus
Наверх