hypocenter, moment tensor, dynamic source parameters, waveform inversion, spectral analysis
megadott besorolás
Geofizika, a szilárd Föld fizikája, szeizmológia (Komplex Környezettudományi Kollégium)
100 %
zsűri
Földtudományok 1
Kutatóhely
MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézet
résztvevők
Gráczer Zoltán Süle Bálint Szanyi Gyöngyvér
projekt kezdete
2007-07-01
projekt vége
2011-07-31
aktuális összeg (MFt)
5.581
FTE (kutatóév egyenérték)
4.06
állapot
lezárult projekt
magyar összefoglaló
Jelen kutatási projekt célja a Magyarországon kipattant földrengések forrásparamétereinek meghatározása.
Mind az analóg, mind a digitális technikával regisztrált események hipocentrum relokalizációját egy probabilisztikus elveken nyugvó, nemlineáris algoritmussal kívánjuk elvégezni. A fészekmechanizmus (momentum tenzor) becsléséhez egy szintén nemlineáris, probabilisztikus hullámforma inverziós módszert szeretnénk alkalmazni, amely az OTKA által támogatott korábbi kutatási projektek során került kifejlesztésre. Az úgynevezett dinamikus forrásparaméterek a térhullámok spektrum analízisével határozhatók meg, amelyekből kiszámíthatjuk a vizsgált földrengések szeizmikus momentumát, az elmozdulás során bekövetkező feszültségcsökkenés mértékét (stress drop), az elmozdulást elszenvedő felület nagyságát és az átlagos elmozdulást.
A kutatás legfontosabb várható eredménye egy olyan adatbázis, mely tartalmazza a lehető legtöbb, hazánkban kipattant földrengés adatait és azok fentebb ismertetett forrásparamétereit. Egy ilyen adatbázis elsősorban hazánk tektonikájával, szeizmicitásával, a recens feszültségtér kutatásával foglalkozó szakemberek számára nyújthat komoly segítséget. Az adatbázis legfontosabb adatait elérhetővé kívánjuk tenni egy erre a célra létrehozott internetes honlapon, lehetővé téve ezzel, hogy a kutatók bármikor hozzáférhessenek az aktuális adatokhoz.
angol összefoglaló
The present project is aimed at determining the source parameters for earthquakes that occurred in Hungary.
The hypocenter relocalization of both the analog and digitally recorded events is to be performed by a fully non-linear, probabilistic location algorithm. The focal mechanism (full moment tensor) is to be estimated by a non-linear, probabilistic waveform inversion method developed during previous research projects supported by the Hungarian Scientific Research Fund. The so called dynamic source parameters are to be calculated by the spectral analysis of body waves in order to derive the seismic moment, stress drop, fault area and average displacement of the investigated earthquakes.
The most important result to be expected is a database containing the above mentioned source parameters for as many Hungarian earthquakes as possible. A database like this would provide valuable data for earth scientists dealing with the tectonics, seismicity, and recent stress field of the Pannonian basin. The basic parts of the database are to be accessible on a web page to be created for this special purpose, allowing earth scientists to get the most up-to-date data for their research at any time.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
Jelen kutatási projekt célja a Magyarországon kipattant földrengések forrásparamétereinek meghatározása volt. Lokális földrengések és mélyszeizmikus mérések beérkezési időadatainak felhasználásával új, hazánk területére jellemző egydimenziós sebesség modellt konstruáltunk. Egy korábban kifejlesztett nemlineáris, probabilisztikus hullámforma inverziós módszerrel meghatároztuk számos lokális földrengés fészekmechanizmusát (momentum tenzorát). Ezzel egyidejűleg egy új, iteratív, Lp norma minimalizációs eljárást fejlesztettünk ki, melynek segítségével az időben változó fészekmechanizmust leíró momentum tenzor függvényeket felbonthatjuk egy időben állandó momentum tenzor és egy ún. forrásfüggvény szorzatára. A térhullámok spektrális analízisével meghatároztuk számos lokális földrengés dinamikus forrásparamétereit: a skaláris momentumot, a feszültségcsökkenés mértékét, az elmozdulást elszenvedő felület nagyságát és az átlagos elmozdulást. Felállítottunk egy lineáris összefüggést a lokális és a momentum magnitúdó között, mely nélkülözhetetlen a modern földrengés-veszélyeztetettség számításokhoz. GPS mérések és földrengések magnitúdó és fészekmechanizmus adatait felhasználva a kárpáti régió két szeizmikusan aktív területe esetében összevetettük a geodéziai és szeizmológiai alakváltozási sebességeket. Eredményeink szerint Magyarországon a kéregbeli deformáció legnagyobb részt aszeizmikus módon megy végbe, míg a Mur-Mürz zónában a szeizmikus deformáció jóval nagyobb szerepet játszik.
kutatási eredmények (angolul)
The present project was aimed at determining the source parameters for earthquakes occurred in Hungary.
As a prerequisite, we have constructed a new one-dimensional velocity model for the territory of Hungary using arrival times of local earthquakes and controlled seismic sources.
The focal mechanisms (full moment tensors) of several local earthquakes have been estimated by a non-linear, probabilistic waveform inversion method developed during previous research projects. Simultaneously, we have developed an iterative Lp norm minimization technique to retrieve the best moment tensor and source time function from the moment tensor rate functions obtained by waveform inversion.
The dynamic source parameters of several local earthquakes have been calculated by the spectral analysis of body waves in order to derive the seismic moment, stress drop, fault area and average fault slip of the investigated events. We have also established a linear relationship between local magnitude and moment magnitude that is essential in modern seismic hazard calculations.
Using GPS and earthquake magnitude and focal mechanism data, we compared the geodetic and seismic strain rates for two seismogenic zones in the Pannonian basin. The low value of the seismic/geodetic strain rate ratio in Hungary is due to the aseismic release of the prevailing compressive stress. In the Mur-Mürz zone, the seismic part of the deformation is notably larger than in the case of Hungary.
Bus Z; Grenerczy Gy; Tóth L; Mónus P: Active crustal deformation in two seismogenic zones of the Pannonian basin - GPS and seismological observations, International Conference “SlovTec 08”, Upohlav, Szlovákia, 2008. április 23-26., 2008
Wéber Z: Deriving source time function and moment tensor from moment tensor rate functions, pp. 511–518 in The 31st General Assembly of the European Seismological Commission – Short Papers, 2008. szeptember 7–12., Hersonissos, Kréta, Görögország, 2008
Bus Z; Grenerczy Gy; Tóth L; Mónus P: Active crustal deformation in two seismogenic zones of the Pannonian region - GPS versus seismological observations, Tectonophysics 474: 343-352, doi:10.1016/j.tecto.2009.02.045, 2009
Süle B: Spectral source parameters for small local earthquakes in the Pannonian basin, Geophysical Research Abstracts Vol. 11., EGU2009-7787, EGU General Assembly 2009, 2009
Wéber Z: Estimating source time function and moment tensor from moment tensor rate functions by constrained L1 norm minimization, Geophysical Journal International 178: 889-900., doi:10.1111/j.1365-246X.2009.04202.x, 2009
Süle B: Spectral source parameters for weak local earthquakes in the Pannonian basin, Central European Journal of Geosciences 2: 475-480, doi: 10.2478/v10085-010-0018-3, 2010
Süle B; Wéber Z: Spectral estimation of source parameters for local earthquakes in the Pannonian basin, Geophysical Research Abstracts Vol. 13, EGU2011-6848, EGU General Assembly 2011, 2011
Bus Z; Wéber Z; Szanyi Gy: A genetic algorithm based focal parameter and seismic velocity estimation procedure, Geophysical Research Abstracts Vol. 13, EGU2011-6919, EGU General Assembly 2011, 2011
Gráczer Z; Wéber Z: One-dimensional P-wave velocity model for the territory of Hungary from local earthquake data, Acta Geod. Geoph. Hung. (közlésre elküldve), 2011
Wéber Z: Bayesian waveform inversion for moment tensors of local earthquakes in the Pannonian basin, Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty: Science and Technology 2011, 2011. június 8-10., Bécs, Ausztria, 2011
Wéber Z: Earthquake focal mechanisms in the Pannonian basin, The 32nd General Assembly of the ESC, 2010. szeptember 6-10. Montpellier, Franciaország, 2010
