docIntroduction
download 
Plainte Transcription
Introduction
Qu’est qu’un tremblement de terre ? http://www.geologie.ens.fr/~madariag/Exposes.html Faults are everywhere. Some of them are now inactive, Others produce earthquakes. Slip is larger near center Geometry of Landers fault system Figure shows the fault traces (Hart et al., 1993) which ruptured during the 1992 earthquake, and those which did not break then Earthquakes as dynamic shear ruptures Pre-existing Fault system in the Mojave desert Epicenter Final slip observed on the fault as determined from Geology, Geodesy and Seismology Modèle ENS (Peyrat, Aochi, Olsen, Madariaga) Propagacion de la rupture du séisme de Landers Aochi et al 2002 Variation de contraintes autour de Landers Le glissement génère Des variations de contraintes Qui à leur tour peuvent Des répliques. En général les répliques se Produisent dans les zones où La contrainte augmente. Observation des tremblements de terre Réseau global Seismicity of the world 1990-2010, Mw>5 Qu’est qu’un tremblement de terre? Modèle du rebond sismique Situation quelques jours après un séisme Déformation présismique Situation à mi parcours Glissement sismique Situation quelques jours après le séisme suivant Modèle de rupture sismique Modèle de rupture sismique (dislocation) (dislocation) Avant le séisme D Pendant et après le séisme Glissement D D DD Modèle équivalent M0 Définition de Moment sismique Glissement D Surface de la faille S Mo = µ D S µ Constante élastique Loi d’échelle des tremblements de terre Magnitude Moment Longueur Durée Glissement (Mw) (Nm) (km) (s) (m) 10 1024 1000? 300? 100? 9 3.1022 300 100 30 8 1021 100 30 10 7 3.1019 30 10 3 6 1018 10 3 1 Rayonnement et mécanisme au foyer Ondes sphériques Rai ou rayon R Ondes P 1 ∂2 1 ∂ 2 ∂ϕ 2 = ∇ = R ϕ ϕ 2 2 2 R ∂R ∂R α ∂t Front d’ondes Solution space temps 1 1 R ϕ ( R, t ) = f t − 4π R α Solution space Fourier propagation 1 1 ~ ϕ ( R, ω ) = f (ω ) e iω (t − R / α ) 4π R forme d’onde Divergence géométrique Rayonnement sismique produit par une force poctuelle Diagramme de rayonnement Soit une force verticale d’intensité f0 Onde P u P ( R, t ) = 1 4πρα 2 1 P R (θ ) f 0 (t − R / α ) R Divergence Géométrique Signal sismique R θ RP = cosθ RS = sinθ Onde S fo Onde S 1 S u ( R, t ) = R (θ ) f 0 (t − R / β ) 2 4πρβ R S 1 Sources mécaniquement acceptables Une source d’origine interne doit satisfaire les deux conditions ∑f = 0 ∑f ×r = 0 . La somme des forces et de moments de ces forces doit être égal à zéro La source la plus simple est un dipôle linéaire qui représente une fissure en ouverture (un crack) -f h f Sources mécaniquement acceptables En fait les séismes sont provoqués par des fractures en cisaillement ou failles. Or, comme nous l’avons déjà vu une faille est représentée par un système de quatre forces sans résultante de force ni de Moment: M0 Calculons son rayonnement Rayonnement sismique dans un milieux homogène Diagramme de rayonnement Onde P u P ( R, t ) = 1 4πρα 3 1 P R (θ , ϕ ) M& 0 (t − R / α ) R Divergence Géométrique Signal sismique R Onde S Mo Onde S 1 S u ( R, t ) = R (θ , ϕ ) M& 0 (t − R / β ) 3 4πρβ R S 1 Diagramme de rayonnement Rayonnement des ondes P : SV SH Rayonnement des ondes S : Mécanisme au foyer Onde P Mécanisme au foyer décrochement Faille normale Faille inverse Polarité des ondes P Et Mécanisme au foyer Détermination des angles de la faille Rake λ Dip δ Fault Choice 1 Fault Choice 2 Strike(deg) 95.0 231.0 Dip(deg) 30.0 67.0 Rake(deg) 129.7 69.7 Fault Type reverse reverse Plan de faille fixe Azimuth et angle fixe Rake variable Séisme au Haïti du 12 Janvier 2010 à 12:21 GMT Mécanisme au foyer Historical seismicity of Haiti 260°N Domaine typique de décrochements Faille Nord Anatolienne en Turkie Séisme d’Izmit 17 Août 1999 Domaine typique de faille inverse Rayonnement sismique Forme d’onde Rayonnement sismique [ ] M 0 (t ) = M 0 1 − (1 + t / σ )e − t / σ H (t ) M0 (t) Moment sismique final M0 temps ° M0 (t) Peak~Mo/σ t −t / σ & M 0 (t ) = M 0 2 e H (t ) σ Signal sismique idéalisé M0 temps Durée ~ σ Le signal de Brune (1970) t −t / σ & M 0 (t ) = M 0 2 e H (t ) σ Mo σ durée du signal Mo moment du signal Le spectre de Brune (1970) f 02 M0( f ) = M0 2 f0 + f 2 Asymptote à haute fréquence Corner frequency f-2 Mo Numérique Brune spectrum displacement spectral amplitude Spectrum of Tarapaca earthquake ω-2 slope 20s 0.2 Spectral stack of small earthquakes in Tocopilla Following Prieto et al. , 2004 Main event From these spectra we can compute 3 quantities Mo, Er and fc Modern test of earthquake scaling law individual collapsed Test by Prieto et al JGR, 2004 f p / f s = 1.6 fp Circular crack model f p / f s = 1.7 fs ( Madariaga, 76) Modèles de source sismique finie Modèle de faille circulaire Modèle de Haskell Earthquake scaling law Size There is a single scale: Earthquake size L Summary of Observed Radiated Energy vs Moment Thus Es ~ 10-5 Mo ~ ∆UDD Then since Mo ~ L3 , ∆U ~ L3 and Es ~ L3 Fundamentals of earthquake scaling Surface LL L0 L2 Signal t L L2 Spectrum L3 L-1 f Simple circular fault model Moment L M o = µ DS ≈ ∆σ L 3 D Seismic energy ES =# ∆σ D S ≈ S Slip D≈ ∆σ µ Energy moment ratio L Es ∆σ ≈ Mo µ ∆σ µ 2 3 L Loi d’échelle des tremblements de terre Magnitude Moment Longueur Durée Glissement (Mw) (Nm) (km) (s) (m) 10 1024 1000? 300? 100? 9 3.1022 300 100 30 8 1021 100 30 10 7 3.1019 30 10 3 6 1018 10 3 1 Séisme au Haïti du 12 Janvier 2010 à 12:21 GMT Séisme au Haïti du 12 Janvier 2010 à 12:21 GMT Mw = 7.1 Mo = 4.74 x 1019 Nm 260°N Historical seismicity of Haiti 260°N Fast modelling of Haiti earthquake 1019 M& 0 (t ) Mo = 4.74 1019 Nm Nm Temps [s] Séisme d’Haïti 12/01/10 Chile 27 February 2010 Mw 8.8 Maule 2010 un séisme typique de subduction Sismicité sur 10 ans Central Chile Seismicity since 1922 Mw>8.0 Earthquake history of Central Chile Tableau 1. Les plus gros séismes depuis 1900 Chile 22 Mai 1960 9 .75 38.2 S 73.1 W Prince Williams Alaska 28 mars 1964 9.2 61 .9 N 147.6 W Andreanoff, Alaska 9 Mars 1957 9.1 51.6 N 175.4 W Kamtchaka 4 Novembre 1952 9.0 52.8 N 160.1 W Sumatra 26 Décembre 2004 9.0 3.30 N 95.8 E Chile 27 Février 2010 8.8 35.6 S 72 W Colombia Ecuador 31 janvier 1906 8.8 1.0 N 81.5 W Rat Island, Aleutiennes 4 février 1965 8 .7 51.2 N 178.5 S Séisme de Maule Mw 8.8 et ses répliques 27/02/10 700 km Isoseismals of the Maule earthquake Low frequency Model by A. Socquet 58 Ruiz and Astroza (2011) Low Damage despite High PGA, High Arias Intensity values, etc IMSK=VI½ IMSK=VII½ IMSK=VII½ IMSK=VII IMSK=VIII IMSK=VI½ 59 Ruiz and Astroza (2011) Low Frequency – High Frequency cGPS (0 – 0.5 Hz) – Strong Motion (0.01 – 25 Hz) EW components cGPS: Vigny et al. (2010) Strong Motion Data: Barrientos (2010), Boroschek 60 Inversion Results at Low Frequency (< 0.01 Hz) cGPS TELESEISMIC Vigny et al. (2010) Delouis et al. (2010) 61 Tsunami produit par le séisme du Chili du 27/02/10 Le tsunami sur place Why was the Concepcion area so damaged? Ancient river bed BioBio River Le tsunami sur place
Documents pareils
Tohoku Oki Off-Pacific coast of Tohoku earthquake
Rupture process of the Tohoku earthquake
from near field data
Qu`est qu`un tremblement de terre ?
Le premier modèle latéralement hétérogène M84C
Proposé par Dziewonski et Woodhouse (1985)
Ce modèle contient des harmoniques d'ordre < 8
