Глава 1. Исторический обзор.

СЕЙСМИЧЕСКАЯ ТОМОГРАФИЯ

Руководитель

Рецензент

Новосибирск 2014

Аннотация

Курсовая реферативная работа написана на тему «Сейсмическая томография». В данной работе рассмотрены физические и математические основы сейсмотомографии, реализация метода на практике, ограничения для данного метода. Курсовая работа включает в себя введение, пять глав, заключение, словарь основных терминов и список использованной литературы. В работе присутствуют 11 рисунков.

Ключевые слова: сейсмическая томография, магматическая камера, мантийный плюм.

Abstract

Term abstract paper is written on the subject "Seismic Tomography". In this work physical and mathematical basics of a seismotomography, its realization in practice, restrictions for this method are presented. The term paper includes the introduction, five chapters, conclusion, dictionary of the main terms and the list of the used literature. At work there are 11 figures.

Keywords: seismic tomography, magma chamber, mantle plume.

Содержание

Аннотация. 2

Содержание. 3

Введение. 4

Глава 1. Исторический обзор. 5

Глава 2. Объекты изучения, цели и задачи исследований в сейсмической томографии. 8

Глава 3. Современные знания в области сейсмической томографии. Методы и средства исследования. 12

Глава 4. Связи с другими научными дисциплинами. 20

Глава 5. Исследования, проводимые в институтах геологического профиля Новосибирского центра СО РАН по данному направлению. 21

Заключение. 22

Словарь основных терминов. 23

Список использованной литературы.. 24

Введение

В наше время сейсмическая томография является одним из перспективных, быстро развивающимся и чуть ли не единственным направлением в изучении внутреннего строения Земли. Метод сейсмотомографии является достоверным в полученных данных с больших глубин. Он сочетает в себе физические основы и математическую обработку с последующим наглядным отображением результата исследований. Для автора интересно именно сочетание методов и средств в сейсмической томографии, а также поставленные задачи и цели в проводимых исследованиях. Целью всей работы является реферативный обзор современных знаний в области сейсмотомографии. Для этого автор ставит следующие задачи: краткий обзор исторического развития сейсмической томографии, изучение физических основ метода, изучение способов получения данных и их последующей обработки, выявление основных проблем и ограничений в этом методе, рассмотрение исследований, проводимых в данной области.

Глава 1. Исторический обзор.

Во второй половине XX столетия возникло и быстро развивается, проникая в различные области человеческого знания, новое направление в науке вычислительная томография (ВТ). Метод вычислительной (компьютерной) томографии позволяет по характеристикам пропущенного через исследуемый объект (трансмиссионная томография) или его собственного (эмиссионная томография) излучения судить о внутреннем устройстве, физическом состоянии или химическом составе этого объекта. Основы этого метода заложены в работах Радона (1917 г.), Кормака (1963 г.), Хаунсфилда (1972 г.). <…> В геофизическую терминологию прочно вошел термин "сейсмическая томография". Это обусловлено тем, что одна из основных задач в сейсмике - обратная кинематическая задача является, по существу, классической для ВТ задачей. Обратная кинематическая задача заключается в определении скоростных характеристик исследуемой среды по известным временам пробега рефрагированной волны вдоль геодезических линий (лучей) от пункта генерации сигнала (источник) до пункта его регистрации (приемник). Первый результат решения обратной кинематической задачи сейсмики был получен Г. Герглотцем и Е. Вихертом (1907 г.) для сферически симметричной Земли. Дальнейшие усилия были направлены на решение одномерной задачи, в частности, характер неоднозначности решения этой задачи был изучен М.Л. Гервером и В.М. Маркушевичем (1967 г.), и только в 60-х годах, начиная с работ М.М. Лаврентьева и В.Г. Романова, началось систематическое исследование многомерной обратной кинематической задачи. (http://emf.ipgg.nsc.ru/mpg/seismic/geot.php).

С самого начала изучения нашей планеты было предложено несколько моделей внутреннего строения Земли. Первой предполагаемой моделью была модель, учитывающая, что плотность Земли везде однородна, и составляющая примерно 5,52 г/ . В соответствии с такой моделью ускорение силы тяжести должно уменьшаться по линейному закону, а давление возрастать от нуля на поверхности до максимального значения (1,73* бар) в центре. Однако на самом деле давление в центре Земли почти в три раза больше, а ускорение уменьшается в меньшей степени. На основе этого можно было предположить о разном распределении плотности в недрах Земли и дифференцированности её оболочек.

Рис. 1. Зависимость скоростей сейсмических волн от глубины согласно модели Джеффриса-Гутенберга. I – мантия, II – внешнее ядро, III – внутреннее ядро. (Яновская, 2008)

Следующей моделью, более походящей для описания внутреннего строения Земли была модель Джеффриса-Гутенберга. Она предполагала, что Земля делится на несколько оболочек, в каждой из которых скорости сейсмических волн и плотность – разные. Зависимость скорости продольных и поперечных волн от глубины по модели Джефферса-Гутенберга представлена на рис. 1.

Следующим шагом в развитии знаний о внутреннем строении стала модель К. Е. Буллена. Согласно этой модели, Земля разделялась на зоны с разными значениями плотности и соответственно и разными значениями скоростей сейсмических волн. Распределение по зонам представлено на рис. 2.

Рис. 2. Схема внутреннего строения Земли по К. Е. Буллену. (Сердобольский, 2012)

Далее появился ряд уточнённых моделей, таких как: PREM (Preliminary Reference Earth Model); SP6; IASP91; AK123. В них использовалась информация не только об объёмных, но и поверхностных волнах.

Сейчас развитию сейсмической томографии способствует появление ЭВМ. Ведь это направление предполагает обработку очень большого количества информации, занимающего много времени. А ведь чем больше фиксируется землетрясений, и чем больше количество приёмников, расположенных в разных местах, тем точнее и подробнее информация о внутреннем строении.

Дата добавления: 2015-11-16