2015年04月09日

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「斷層面解」會說話沿著斷層面的突然錯動會產生地震,而地震的發生也可能產生新斷層,因此,要徹底了解某次地震,研究人員必須找出該地震的斷層面。地震學家用「斷層面解」來描述地震,要說明一個斷層面,必須明確指出它的走向、傾角和滑移方式(圖A),而所謂的斷層面解(又稱震源機制解),通常可以不須使用文字說明,只用一顆像海灘球(beach ball )似的圖形就可以完整表示這三種訊息。

地震學家如何求出斷層面解?    當地震波被地震儀記錄下來時,最初被記錄的波形線條的方向有兩種可能性:一種指向震源的方向,在地震波形圖上看起來,就是往下;另一種則是指向遠離震源的方向,地震波形的「初動」向上。    波形圖上的「初動」向上或向下,是受到力的作用方向影響的。例如我們對一個停止的鐘擺施力,如果給予推力,那麼鐘擺會遠離施力點移動,如果是拉力,就會向著施力點移動。地震儀記錄的原理也是如此。至於地震儀受到的力量是推力還是拉力,與地震測站與震源之間的相對位置有關。    例如一個正斷層(圖B),它因為受到了兩邊的張力,使得上盤向下陷落,地震因而發生。    假設我們在斷層面上通過震源畫出一個垂直於斷層面的「輔助面」,那麼,我們可以將水平面分成三個區域(圖C)。位於斷層面與輔助面之間的中間區域會受到拉力,地震儀上會得到初動向下的記錄(用空心圓圈代表)。外側的其他兩個區域上的測站則因為受到遠離震源方向的力量,因此受到的是推力,就會得到初動向上的記錄(用實心圓點代表)。    既然測站的初動與斷層面、輔助面有這樣的關係,那麼我們就可以藉由這種關係,用測站記錄的初動來找出斷層面。也就是說,我們只要找出上動測站與下動測站的分界(實心點與空心圈的分界線),然後根據這條線在一個假想球面上畫出相互垂直的兩個面,就可以知道輔助面與斷層面了(圖D)。    地震學家找到輔助面與斷層面後,以實色及白色分別代表上動與下動的區域,便可以畫出一個像是海灘球的圖形(圖E)。海灘球是輔助面與斷層面在一個假想球面下半球上的投影,球的「軸」則代表著斷層的走向。它的傾角可由球的「擺放方式」看出,滑移方向則可由斷層性質是正、逆或平移來判斷。正斷層的海灘球白色面朝上(圖F),逆斷層則實色面朝上(圖G),平移斷層時則球的「軸點」朝上(圖H),如斷層同時包含垂直與水平的位移,就會出現如圖I的斷層面解。    我們雖然可以知道斷層面與輔助面的位態,但是並不能確定哪一個面是斷層面,哪一個是輔助面,因此只能兩案並陳,通通畫出來。真正的斷層面必須靠餘震的分布或實地的地質調查來確定。    以上描述的是傳統地震觀測求斷層面解的方法,至於更先進的寬頻地震儀則是利用波形反演法(waveform inversion),先假設可能的斷層面解,再用電腦分析出相對應的理論地震波波形,之後再比對實際觀測到的波形是否吻合,即可知假設是否成立。


posted @ 2015-04-09 20:43  alameda  阅读(75)  评论(0编辑  收藏  举报