Časová rezidua odečtů P vln ze severokorejské jaderné exploze z roku 2017 a jejich příspěvek k problematice nehomogenit litosféry ve střední Evropě

Josef Havíř

Abstrakt

Laterální nehomogenity v zemském nitru významně ovlivňují časy příchodů seismických vln odečtené na stanicích při seismickém monitorování. Pozorované časy odečtů se liší od předpokládaných časů odvozených na základě globálních rychlostních modelů, přičemž zjištěné rozdíly jsou nazývány časovými rezidui (Tr). V článku je demonstrována problematika vztahu nehomogenit a časů detekce seismických vln na příkladu signálu severokorejské jaderné exploze ze září 2017. Šlo o silnou explozi (magnitudo mb počítané z objemových vln přesáhlo hodnotu 6), jejíž signál byl vzhledem k ostrému začátku a výrazné amplitudě první výchylky podélných vln výjimečně vhodný pro studium časových reziduí. Spolu s dobrou znalostí polohy hypocentra exploze dává zmíněný seismický jev mimořádnou příležitost k pozorování časových reziduí, které jsou zatíženy jen malou chybou a které tak jsou spolehlivějším odrazem vlivu litosférických nehomogenit, než jaký poskytují data jiných seismických jevů. Pro studium časových reziduí v prostoru střední Evropy byla použita data několika stovek seismických stanic. Vyšší kladné hodnoty časových reziduí Tr (tedy zpoždění času detekce oproti modelovému předpokladu), jejichž příčiny jsou stručně diskutovány v tomto článku, byly zjištěny v z. a s. části Západních Karpat a ve v. části Panonské pánve. Naopak výrazně záporné hodnoty časových reziduí byly pozorovány v širokém prostoru Jižních vápencových Alp a v. části Pádské nížiny. Pro regionální a globální seismické monitorování stanicemi situovanými ve střední Evropě (a především na území České republiky) je významným fenoménem především významné (až více než sekundové) zpoždění odečtů, oproti teoretickým odečtům plynoucím z modelu IASPEI, v západní části Západních Karpat. Toto zpoždění je způsobeno souběžně nejen mocnými polohami flyšových sedimentů, ale další příčiny lze hledat ve spodní kůře a nejsvrchnějších partiích pláště.

Bibliografická citace

Havíř, J. (2019). Časová rezidua odečtů P vln ze severokorejské jaderné exploze z roku 2017 a jejich příspěvek k problematice nehomogenit litosféry ve střední Evropě. Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku, 26(1-2). doi:https://doi.org/10.5817/GVMS2019-1-2-103

Klíčová slova

seismické monitorování; jaderná exploze; litosférické nehomogenity

Plný Text:

HTML

Reference

Zobrazit literaturu Skrýt literaturu

Amaru, M. (2007). Global travel time tomography with 3-D reference models. – MS, PhD. Thesis. Faculty of Geosciences, Utrecht University.

Asch, K. (2005). The 1 : 5 Million International Geological Map of Europe and Adjacent Areas. – BGR. Hannover.

Behm, M. (2009). 3-D modelling of the crustal S-wave velocity structure from active source data: application to the Eastern Alps and the Bohemian Massif. – Geophysical Journal International, 179, 265–278. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04259.x

Behm, M., Brückl, E., Mitterbauer, U. (2007). A New Seismic Model of the Eastern Alps and its Relevance for Geodesy and Geodynamics. – VGI Österrreichische Zeitschrift für Vermessung & Geoinformation, 2, 121–133.

Brückl, E., Bleibinhaus, F., Gosar, A., Grad M., Guterch, A., Hrubcová, P., Keller, G. R., Majdański, M., Šumanovac F., Tiira, T., Yliniemi, J., Hegedüs, E., Thybo, H. (2007). Crustal structure due to collisional and escape tectonics ine the Eastern Alps region based on profiles Alp01 add Alp02 from the ALP 2002 seismic experiment. – Journal of Geophysical Research, 112, B06308.

Cassinis, R. (2006). Reviewing pre-TRANSALP DSS models. – Tectonophysics, 414, 79–86. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2005.10.026

Gaebler, P., Ceranna, L., Nooshiri, N., Barth, A., Cesca, S., Frei M., Grünberg, I., Hartmann, G., Koch, K., Pilger, Ch., Ross, J. O., Dahm, T. (2019). A multi-technology analysis of the 2017 North Korean nuclear test. – Solid Earth, 10, 59–78. https://doi.org/10.5194/se-10-59-2019

Godová, D., Bielik, M., Šimonová, B. (2018). The deepest Moho in the Western Carpathians and its respective crustal density model (CEL12 section). – Contributions to Geophysics and Geodesy, 48, 3, 255–269. https://doi.org/10.2478/congeo-2018-0011

Grad, M., Guterch, A., Mazur, S., Keller, G. R., Špičák, A., Hrubcová, P., Geissler, W. H. (2008). Lithospheric structure of the Bohemian Massif and adjacent Variscan belt in central Europe based on profile S01 from the SUDETES 2003 experiment. – Journal of Geophysical Research, 113, B10304. https://doi.org/10.1029/2007JB005497

Grad, M., Brückl, E., Majdański, M., Behm, M., Guterch, A., CELEBRATION 2000 and ALP 2002 Working Groups (2009). Crustal structure of the Eastern Alps and their foreland: seismic model beneath the CEL10/Alp04 profile and tectonic implications. – Geophysical Journal International, 177, 279–295. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2008.04074.x

Hrubcová, P., Środa, P., CELEBRATION 2000 Working Group (2008): Crustal structure at the easternmost termination of the Variscan belt based on CELEBRATION 2000 and ALP 2002 data. – Tectonophysics, 460, 55–75. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2008.07.009

Hrubcová, P., Środa, P., Grad, M., Geissler, W. H., Guterch, A., Vozár, J., Hegedüs, E., Sudetes 2003 Working Group (2010). From the Variscan to the Alpine Orogeny: crustal structure of the Bohemian Massif and the Western Carpathians in the light of the SUDETES 2003 seismic data. – Geophysical Journal International, 183, 611–633. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2010.04766.x

Janik, T., Grad, M., Guterch, A., Vozár, J., Bielik, M., Vozárová, A., Hegedüs, E., Kovács, C. A., Kovács, I., Keller, G. R., CELEBRATION 2000 Working Group (2011). Crustal structure of the Western Carpathians and Pannonian Basin: Seismic models from CELEBRATION 2000 data and geological implications. – Journal of Geodynamics, 52, 2, 97–113. https://doi.org/10.1016/j.jog.2010.12.002

Kahánková, L. (2012). Ověření hypotetického vlivu rychlostní anomálie v podloží stanice JAVC (Velká Javorina) na časy příchodů seismických vln. – MS, bakalářská práce. Masarykova univerzita Brno.

Karousová, H., Plomerová, J., Babuška, V. (2013). Upper-mantle structure beneath the southern Bohemian Massif and its surroundings imaged by high-resolution tomography. – Geophysical Journal International, 194, 2, 1203–1215. https://doi.org/10.1093/gji/ggt159

Kennett, B. L. N. (1991). IASPEI 1991 Seismological Tables. – Researcher School of Earth Sciences, Australian National University. Kind, R., Handy, M. R., Yuan, X., Meier, T., Kämpf, H., Soomro, R. (2017). Detection of a new sub-lithospheric discontinuity in Central Europe with S-receiver functions. – Tectonophysics, 700–701, 19–31. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2017.02.002

Koulakov, I., Kaban, M. K., Tesauro, M., Cloetingh, S. (2009). P- and S-velocity anomalies in the upper mantle beneath Europe from tomographic inversion of ISC data. – Geophysical Journal International, 179, 345–366. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04279.x

Legendre, C. P., Meier, T., Lebedev, S., Friederich, W., Viereck-Götte, L. (2012). A shear wave velocity model of the European upper mantle from automated inversion of seismic shear and surface waveforms. – Geophysical Journal International, 191, 282–304. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2012.05613.x

Ren, Y., Grecu, B., Stuart, G., Houseman, G., Hegedüs, E., South Carpathian Project Working Group (2013): Crustal structure of the Carpathian-Pannonian region from ambient noise tomography. – Geophysical Journal International, 195, 1351–1369. https://doi.org/10.1093/gji/ggt316

Stráník, Z., Dvořák, J., Krejčí, O., Müller, P., Přichystal, A., Suk, M., Tomek, Č. (1993). The Contact of the North European Epivariscan Platform with the West Carpathians. – Journal of the Czech Geological Society, 38, 1–2, 21–29.

Wang, T., Shi, Q., Nikkhoo, M., Wei, S., Barbot, S., Dreger, D., Bürgmann, R., Motagh, M., Chen, Q. F. (2018). The rise, collapse, and compaction of Mt. Mantap from the 3 September 2017 North Korean nuclear test. – Science, 361(6398), 166–170. https://doi.org/10.1126/science.aar7230

https://doi.org/10.5817/GVMS2019-1-2-103