Energjia Sizmike e Termeteve

[E=mc²]

Po mar inisiativen te hap nje teme ne lidhje me Energjin Sizmike te termeteve ne vendin tone.

Historiku i studimeve ne bote dhe ne vendin tone.

Termetet jane nga rreziqet natyrore me shkaterrimtare, qe me ndodhjen e tyre, shkaktojne deme materiale dhe humane. Per kete qellim, eshte detyra e sizmologeve qe te kuptojne dhe te pershkruajne sjelljen e tyre me synimin perfundimtar qe te parandalojne keto deme. Trajtimi i fenomenit natyror “termet”, kerkon nje analize te thelle e te gjere duke nisur qe nga studimi i burimit te tij, permes rruges se ndjekur nga valet sizmike gjate perhapjes se tyre e deri ne piken ku ai regjistrohet apo ndihet.
Ne kete studim do te dalin ne pah disa karakteristike te termeteve qe mund te analizohen duke perdorur vetem nje parameter te vetem vatrore: Energjine Sizmike.

Nese bejme nje retrospektive, madhesia e termeteve eshte matur nepermjet perdorimit te magnitudave te ndryshme. Ne te gjitha rastet, magnituda i eshte referuar amplitudes maksimale te nje grupi valor, te regjistruar nga sizmografet. Kjo e ben ate te lidhur me nje frekuence respektive, si ne rastin e valeve siperfaqesore ku magnituda MS bazohen ne amplituden maksimale te valeve Rayleigh me periode 20 sekonda. Si rrjedhim, perderisa permbajtja frekuenciale e termeteve ndryshon proporcionalisht me madhesine e tyre edhe shkalle te caktuara te magnitudes do te pesojne saturim per termite te medhenj. Nje madhesi me e sakte per percaktimin e permasave te termeteve eshte momenti simik M0, i cili gjithashtu ka edhe nje interpretim me te plote fizik, i percaktuar nga produkti i modulit terhor te elasticitetit te lendes, zhvendosjes mbi planin e thyerjes tektonike dhe me siperfaqen e zones se thyerjes. Bazuar ne metodat spektrale, momenti sizmik, matet si asimptoda e spektrit te burimit sizmik per banden e frekuencave te uleta ose per frekuencen 0 te spekrtit te zhvendosjes ne fushe te larget.

Ne kontrast me sa me siper, energjia sizmike, perqendrohet perreth frekuences skajore te ketij spektri dhe per percaktimin e saj merret ne konsiderate e gjithe banda e frekuencave spektrale. Kjo eshte edhe karakteristika kryesore e ketij parametri e cila sygjeron qe energjia sizmike eshte e lidhur me ngushte me efektet shkaterrimtare te nje termeti. Ky parameter i rendesishem makroskopik, eshte i preferuar ne studim per faktin se con ne spjegimin me te qarte dhe me te mire te proceseve qe perfshihen gjate ndodhjes se termeteve edhe per faktin qe disa nga ato gezojne varesi frekuenciale, sic eshte edhe shuarja jo elastike, procese qe do te studiohen e do te trajtohen hap pas hapi edhe ne kete punim.
Perpjekjet e pare per vleresimin e energjise sizmike ishin te bazuara mbi relacionet empirike te ketij parametri te rendesishem me magnituden, (Gutenberg dhe Rihter, 1942, 1956). Keto relacione empirike u bazuan ne supozimin se burimi simik ishte nje burim pikesor me simetri sferike ku rezatimi ishte i barabarte net e gjithe drejtimet. Gjithashtu, u pranua nje shpejtesi sizmike konstante per koren e tokes, per rastin e Kalifornise Jugore, duke neglizhuar gjithashtu edhe absorbimin e energjise gjate perhapjes se frontit valor sizmik. Energjia sizmike u vleresua ne kete menyre, si raporti i katrorit te amplitudes maksimale me zgjatshmerine e pulsit valor, duke cuar ne nje lidhje te energjise sizmike me magnituden lokale.

Me permiresimin e vazhdueshem teknologjik te instrumentimit ne sizmologji, edhe menyrat e vleresimit te energjise se rezatuar sizmike, u permiresuan ndjeshem. Keshtu, ajo mund te percaktohej si nga modelimi i funksionit kohor te burimit sizmik, (Kichuki dhe Fukao, 1988) ose nga integrimi i drejperdrejt numerik i katrorit te shpejtesise me kohen, te regjistruar mbi sizmogram, (Kanamori etj, 1993). Gjithashtu, jane bere perpjekje per vleresimin e energjise sizmike duke integruar katrorin e funksionit te modeluar te nivelit te momentit. Permendim ketu metoden e ndjekur nga Haskell (1964, 1966), duke perdorur nje funksion kohor kuadratik me zgjatshmeri te fundme dhe nje funksion trapezoidal simetrik, ne fushe te larget (Vassilou dhe Kanamori, 1982).

Nje metode tjeter e ndjekur per vleresimin e energjise sizmike eshte ajo bazuar ne valet me periode te gjate, P, per vleresimin e historise kohore te thyerjes ne burim, (Kikuchi dhe Fukao, 1988). Bazuar ne kete metode, nje termet, pershkruhet si nje sekuence dislokimi pikash me te njejtin mekanizem vatror dhe te njejtin funksion kohor. Me kete pershkrim te burimit sizmik si edhe duke perdorur nje funksion kohor trapezoidal, vlerat e perftuara per energjine sizmike jane me te uleta krahasuar me ato te studimeve te meparshme, kjo edhe per faktin e bandes se limituar frekuenciale te marre ne konsiderate. Nje metode tjeter e perdorur eshte ajo e valeve “Coda”, te percaktuara mbi regjistrimet rajonale me bande te gjere. Valet “Coda”, u perpunuan nga Mayeda dhe Walter (1996), duke u korrigjuar ne lidhje me efektet e rruges se perhapjes dhe truallit te regjistrimit me qellim vleresimin e spektrit te nivelit te momentit sizmik. Me pas, bazuar ne metoden e ekstrapolimit te ketij spektri per frekuencat e uleta, duke perdorur momentin sizmik, dhe per frekuencat e larta, duke perdorur modelin ω-2, ata vleresuan energjine sizmike.

Energjia sizmike, mund te vleresohet gjithashtu nga integrimi i drejperdrejte i sizmogramave dixhitale. Investigatoret si Boatwright dhe Choy (1986), ne kete rast kane perdorur te dhenat e perftuara nga distanca telesizmike (300-900) ose distancat rajonale (<1000 km). Ata perdoren grupin valor P, duke pranuar qe kur realizohet vleresimi i fluksit energjitik, fazat direkte dhe ato te thellesise i shtohen njera-tjetres ne trajte jo koherente. Kjo con ne nje pergjithesim te karakteristikave te koeficientit te rezatimit. Me tej, fluksi energjitik korrigjohet ne lidhje me shuarjen jo elastike dhe efektin e bandes frekuenciale te regjistrimit. Smith etj (1989), ndertuan spektrat e korrigjuar, ne fushe te larget, per disa termete te moderuar duke perdorur momentin sizmik per te marre ne konsiderate banden e frekuencave te uleta dhe regjistrtimet me frekuence te larte prane burimit sizmik me qellim minimizimin e efekteve te shuarjes jo elastike. Ne vitin 1998, Newman dhe Okal, ndoqen formalizmin e Boatwright dhe Choy duke pranuar qe as thellesia vatrore dhe as gjeometria e burimit sizmik nuk ishin parametra te njohur mire, duke perdorur nje korrigjim ne lidhje me distancen dhe mekanizmin vatrore. Perez-Campos dhe Beroza (2001), gjithashtu ne metoden e tyre kane pranuar pasaktesite ne lokalizimin e nje termeti dhe ne gjeometrine dhe mekanizmin e burimit te tij, por ne kete rast, kjo pasaktesi u perfshi ne llogaritje duke perdorur metoden e katroreve me te vegjel me peshim variance.

P.s Apollyon tani ke mundesi te lexosh me teper ne lidhje me termetet. Besoj se e mbajta fjalen, qe do hap nje teme te gjere ne lidhje me energjin sizmike.

Vazhdon...

[E=mc²]

Energjia e deformimit ΔE, per shkak te ngarkeses tektonike, clirohet ne menyre te menjehershme pas thyerjes se materialit ne vatren e termetit. Procesi i thyerjes eshte zakonisht shum kompleks, por per trajtimin teorik te tij perdoren modele te thjeshtuar, si ne figuren …., me poshte.



ΔE, shprehet nga siperfaqa e trapezit poshte funksionit te zvogelimit linear te sforcimit ne lidhje me zhvendosjen ne planin e thyerjes, pra: ΔE = (σ0 + σf)DA/2. Perkufizimi me i plote per kete energji, eshte dhene nga Knopoff (1958), ne trajten integrale.



Ku ui, eshte zhvendosja pergjat aksit te i-te, νj eshte vektori njesi normal me planin e thyerjes, pergjate aksit te j-te dhe σ0ij , σfij, jane respektivisht tensoret e sforcimeve fillestare dhe perfundimtare.
Duke perjashtuar komponentet rotacionale, ekuacioni me siper mund te peafrohet ne trajten:



Ku, uL dhe uW, jane shenuar zhvensosjet mesatare perkatesisht sipas drejtimit azimutal te planit te thyerjes dhe sipas renies se tij. Me IL dhe IW, jane shenuar respektivisht gjatesia dhe gjeresia e zones se marre ne considerate, pergjate dy drejtimeve te mesiperme. Ne kete perafrim, eshte marre d2σL/ dx2≈ 0 dhe d2σW/ dx2≈ 0, duke supozuar qe fusha e sforcimeve eshte uniforme brenda hapesires mjedisore te konsideruar, [3, Wang 2004].

[E=mc²]

Enrgjia e deformimit, ΔE, transformohet ne te pakten tre pjese, si ne figuren e modelit te thjeshtuar , dhe ka vend barazimi: ΔE = ES + Eg + Ef. Ne kete barazim, ES perfaqeson energjine e rezatuar sizmike, Eg ate te frakturimit te materialit shkembor ne zonen vatrore dhe Ef, perfaqeson energjine e ferkimit. Ne praktike, per te vleresuar me saktesi ΔE, kerkohet nje informacion i plote mbi deformimet ne koren e tokes.
ES, e cila perfaqeson edhe pjesen e matshme te energjise se plote te deformimit, eshte energjia kinetike e cliruar nga burimi sizmik, perms valeve sizmike gjate procesit te thyerjes. Ne pergjithesi ajo perben 10-20% te energjise se plote te deformimit, ΔE.
Eg, eshte energjia e largimit te dy siperfaqeve te planit te thyerjes, pra energjia e thyerjes. Kjo pjese e energjise mund te percaktohet nga te dhenat instrumentale, sipas relacionit me poshte, [4, Kanamori dhe Heaton, 2000]:



Vlera e saj eshte e vogel dhe zakonisht nuk merret ne konsiderat, sepse raporti VR/β merr vlera ne intervalin, 0.75-0.85.
Ef, eshte energjia qe lind per shkak te ferkimit ne rreshqitje dhe cliron nxehtesi ne zonen e thyerjes sizmike, gjate procesit termetor. Kjo energji mund te llogaritet vetem kur njihen ΔE, ES dhe Ef. Energjia e ferkimit con ne rritjen e nxehtesise se materialit qe nderton zonen e thyerjes sizmike dhe kuar ajo njihet apo vleresohet, mund te coje ne vleresimin e kesaj nxehtesie, nese njihen gjithashtu edhe karakteristikat termike te materialit qe nderton zonen e burimit.
Egzistojne shume menyra, per vleresimin e parametrave te burimit sizmik. Ne perputhje me modelin ω-2 te funksionit spektral te burimit sizmik, Andrews (1986), propozoi nje menyre objektive. Se pari, perkufizohen dy madhesi:





Ne te dy shprehjet me siper, eshte perdorur teorema e Parsevali, per te krijuar lidhjen ndermjet fushes se kohes dhe asaj te frekuences. Ne te dy shprehjet, integrimi ne parim, kryhet nga - ∞ ne +∞, ne fushe kohe dhe nga 0 ne ∞, ne fushen e frekuences. Praktikisht, ky integrim, mund te realizohet vetem brenda nje bande te fundme frekuenciale, duke futur efektin e kufizimt te bandes frekuenciale ne vleresim. Ne menyre teorike, efekti i kufizimit te bandes frekuenciale, ne vleresimin e ES eshte studiuar, (Wang, Wang dhe Huang, 2004, 2005, [3]).