Daugiau

4.4.3: seisminė energija - geomokslai


Taip pat galima susieti mastą su žemės drebėjimo skleidžiama seismine energija. Padidėjęs vienu vienetu pagal Richterio skalę, išleidžiamos seisminės energijos kiekis padidėja maždaug 40 kartų.

b) 40 × 40 = 1 600 kartų išskiriama energija.

Žemės drebėjimai, kurių stiprumas 8 ar didesnis, pasitaiko retai, tačiau kai jie įvyksta, jie gali sukelti beveik visišką niokojimą dideliame plote (lentelė žemiau). Mažesni žemės drebėjimai įvyksta dažniau, tačiau jų bendras energijos išsiskyrimas yra nedidelis, palyginti su vieno didelio žemės drebėjimo poveikiu; prireiktų maždaug 3 milijonų 4 balų žemės drebėjimų, kad išlaisvintų tiek seisminės energijos, kiek vienas 8 balų žemės drebėjimas. Didžiausio Richterio stiprumo žemės drebėjimai nebūtinai yra patys pražūtingiausi ir nebūtinai sukelia didžiausius gyvybių praradimus. Žala priklauso nuo gylio; kaip minėta anksčiau, negilūs žemės drebėjimai yra labiau griaunantys nei gilesni. Tai taip pat priklauso nuo kitų veiksnių, tokių kaip gyventojų tankumas, uolienų rūšys, dirvožemio sąlygos ir vietiniai statybos standartai.

Lentelė: Žemės drebėjimų skaičius ir poveikis

Richterio dydisVidutinis skaičius per metusStipraus žemės drebėjimo regiono spindulys/kmSeklaus žemės drebėjimo padariniai
>8.0<180-160beveik visiškas sunaikinimas
7.0-7.91550-120didelė/didelė žala
6.0-6.914020-80nemaža žala
5.0-5.99005-30nedidelė žala
4.0-4.98 0000-15jautė daugelis

Galiausiai šiame skyriuje įdomu palyginti žemės drebėjimų pagamintą energiją su kitais energijos šaltiniais. Hirosimos branduolinės bombos išleistas energijos kiekis buvo apie 1012 J, o didžiausias kada nors užfiksuotas žemės drebėjimas (8,9 balo) išleido apie 1018 J seisminės energijos (4.3.1 pav.). Tai milijoną kartų daugiau energijos (t. Y. 10 kartų)6) nei Hirosimos bomba. Kasdien JK sunaudojama daugiau nei 10 energijos16 J (4.3.1 pav.), Ir tai daugiau nei 100 kartų viršija seisminę energiją, kurią išskiria didžiausias JK žemės drebėjimas. Tačiau seisminė energija (atsakinga už žemės judėjimą ir padarytą žalą) sudaro tik kelis procentus visos žemės drebėjimo energijos. Likusi dalis yra susijusi su uolienų skaldymu ir traiškymu aplink gedimą, gretimų Žemės blokų perkėlimu ir uolienų šildymu.

4.3.1 pav. Žemės drebėjimų skleidžiama seisminė energija, palyginti su Hirošimos atomine bomba ir JK bei JAV kasdieniu energijos suvartojimu. Energija pateikiama džauliais. Kiekvienas žingsnis vertikalioje skalėje reiškia energijos padidėjimą dešimt kartų.


DOE paskelbė beveik 4 milijonus dolerių, kad padidintų CO2 saugojimo saugumą

VAŠINGTONAS. - JAV energetikos departamentas (DOE) šiandien paskelbė beveik 4 milijonus dolerių keturioms mokslinių tyrimų ir plėtros projektams, skirtiems naujiems metodams, skirtiems nustatyti ir sumažinti seisminių sutrikimų ir CO2 nuotėkio riziką požeminėse anglies dioksido saugyklose, ir sumažinti. Geologinio CO2 sekvestracijos pažanga padės išplėsti anglies dioksido surinkimo pastangas, užkirsti kelią JAV požeminio vandens tiekimui ir priartinti šalį prie ambicingo tikslo-iki 2050 m.

„Didelės apimties anglies dioksido surinkimo pastangos yra gyvybiškai svarbios, kad Amerika iki 2050 m. Neišmestų išmetamųjų teršalų, ir tai, kaip mes saugome šį CO2, turi būti saugus, saugus ir nuolatinis“, - sakė jis. Energetikos sekretorė Jennifer M. Granholm. „Investicijos į mokslinius tyrimus ir plėtrą į naujas priemones ir technologijas, skirtas stebėti požeminę veiklą netoli CO2 saugyklų, padės mums sumažinti riziką, kylančią dėl natūralių įvykių, tokių kaip žemės drebėjimai, apsaugoti aplinką ir vandens tiekimą bei priartinti mus prie švarios energijos tikslų“.

Anglies surinkimas ir saugojimas (angl. CCS) - tai CO2 atskyrimas ir surinkimas iš pramoninių procesų išmetamų teršalų prieš išleidimą į atmosferą ir CO2 įpurškimas į gilias požemines geologines formacijas, pvz. Natūralios seisminės veiklos akimirkomis, tokiomis kaip ugnikalniai ir žemės drebėjimai, kapinyno saugyklose gali atsirasti įtrūkimų, leidžiančių CO2 nutekėti per žemę į netoliese esančius požeminio vandens šaltinius.

Žemiau pateikti keturi atrinkti projektai pradės spręsti problemas, susijusias su ilgalaikiu komercinio masto CO2 saugojimu. Projektais bus siekiama patobulinti anglies kaupimo kompleksuose naudojamų dangų - kietų uolienų sluoksnių, esančių po paviršiumi, kurie negali perduoti dujų - sandarumą, ir sukurti metodus, kaip numatyti seisminius dydžius ir galimą nuotėkio pavojų CO2 saugojimo metu. procesas.

  • Hiustono universitetas (Hiustonas, Teksasas)-Projekto metu bus sukurtos ir išbandytos ekonomiškai efektyvios seisminių duomenų apdorojimo technologijos, įskaitant sistemą, leidžiančią automatiškai aptikti 3D seisminės migracijos vaizdų gedimus. (Apdovanojimo suma: 799 932 USD)
  • William Marsh Rice universitetas (Hiustonas, Teksasas) - Projekte kuriama nauja ruonių vientisumo stebėjimo strategija, galinti sukurti galingą platformą, leidžiančią nustatyti CO2 nuotėkį per suaktyvėjusius gedimus ar lūžių zonas. (Apdovanojimo suma: 1 195 213 USD)
  • Batelio memorialinis institutas (Kolumbas, Ohajas)-Projekte kuriama akustinių emisijų (AE) technologija, leidžianti numatyti CO2 vietą ir judėjimą per ribotą sluoksnį geologinėje anglies kaupimo (GCS) sistemoje. (Apdovanojimo suma: 799 354 USD)
  • Naujosios Meksikos kasybos ir technologijų institutas (Socorro, Naujoji Meksika) - Projekte bus įdiegtos naujausios lauko technologijos, pavyzdžiui, panaudota nauja geocheminė technologija, kuri naudoja gręžimo kirtimus ir šerdis, kad nustatytų gedimus ir įvertintų jų poveikį požeminių skysčių sistemai. (Apdovanojimo suma: 1 199 965 USD)

„Mūsų valstybė yra energetikos sektoriaus jėgainė, todėl svarbu užtikrinti, kad teksasiečių poreikiai būtų patenkinti, nepakenkiant mūsų šalies kraštovaizdžiui“, - sakė jis. JAV senatorius Johnas Cornynas. „Pritariu šiam pranešimui ir toliau darysiu viską, ką galiu, kovodamas už Teksaso energijos poreikius“.

„Naujosios Meksikos kasybos ir technologijų institutas turi neįtikėtiną komandą, kuri yra gerai pasirengusi papildyti mūsų žinias apie sekvestracijos geologiją. Didžiuojuosi, kad puikūs Naujosios Meksikos mokslinių tyrimų universitetai vaidina pagrindinį vaidmenį tobulinant anglies surinkimo ir sekvestravimo strategijas JAV senatorius Martinas Heinrichas. „Aš ir toliau kovosiu už federalines investicijas mokslui remti - mūsų pagrindinei kovos su klimato kaita priemonei - ir remsiu šiandienos ir rytojaus mokslininkus bei tyrinėtojus, skirtus klimato krizei spręsti“.

„Anglies surinkimo ir saugojimo technologijos yra labai svarbi mūsų pastangų agresyviai mažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą dalis, siekiant išvengti žalingiausio klimato krizės poveikio. Šiandienos Energetikos departamento investicijos remia komercinį šių svarbių technologijų diegimą, padarydamos jas atsparesnes seisminiams sutrikimams “, - sakė jis. JAV senatorius Benas Ray Lujanas. „Džiaugiuosi matydamas Naujosios Meksikos kasybos ir technologijų institutą tarp apdovanojimų gavėjų už jų novatorišką darbą nustatant seisminius gedimus ir galimą jų poveikį CO2 saugojimui. Šie keturi projektai yra pavyzdys kovojant su klimato krize ir apsaugant mūsų gamtos išteklius, užtikrinant, kad mūsų pašalintas CO2 išliktų saugus ir patikimas. “

Projektams vadovaus DOE iškastinės energijos ir anglies dioksido valdymo biuro Nacionalinė energetikos technologijų laboratorija (NETL) ir bus remiami DOE anglies dioksido saugyklos programos Išplėstinio saugojimo ir plėtros technologijų platformos tikslai.

Iškastinės energijos biuras finansuoja mokslinių tyrimų ir plėtros projektus, kad sumažintų išlaidas ir sumažintų anglies dioksido kiekį energijos gamyboje, pramoniniuose šaltiniuose ir pašalintų CO2 iš atmosferos, kad būtų toliau tvariai naudojami šalies energijos ištekliai. Norėdami sužinoti daugiau apie iškastinės energijos biuro programas, apsilankykite iškastinės energijos biuro svetainėje arba užsiregistruokite FE naujienų pranešimams. Daugiau informacijos apie Nacionalinę energetikos technologijų laboratoriją rasite NETL svetainėje.


Pažangi seisminio inversijos darbo eiga, skirta didelės skiriamosios gebos rezervuarui apibūdinti

Geologinio modelio sukūrimas yra pirmasis ir labai svarbus žingsnis rezervuaro modeliavimo ir modeliavimo proceso metu. Geologinis modelis dažniausiai atspindi mūsų geriausią rezervuaro charakteristikų interpretaciją, kuri neapsiriboja šuliniu, kuriame turime faktinius matavimus (rąstai, šerdis, gręžinio bandymas, ir kt.). Vienintelis realus matas, kurio geografiniai mokslininkai turi didelę teritoriją, yra seisminiai duomenys. Todėl vis labiau populiarėja seisminių duomenų naudojimas didelės skiriamosios gebos geologiniam modeliui užpildyti. Naudojant rezervuaro charakteristikas šulinio gręžinyje kaip kontrolės tašką, geomokslininkai gali išmatuoti koreliacijos tarp seisminių duomenų ir gręžinių žurnalų gerovę. Šiame dokumente pateikiamas unikalus būdas atlikti šią užduotį. Šio metodo unikalumas grindžiamas tuo, kad (a) jis sumažina modelio kūrimo proceso sudėtingumą, suskirstydamas labai sudėtingą problemą į dvi šiek tiek sudėtingesnes problemas (paviršiaus seisminė VSP ir VSP, kad būtų galima registruoti)t.y., padalinti ir užkariauti) ir b) jame efektyviai naudojamas sintetinis darinių rinkinys, atspindintis tikrąją geologinių sluoksnių seką lauke, siekiant sukurti modelį ir iš jo pasimokyti, o paskui panaudoti pamokas tikrojo rezervuaro modelio kūrimo procese . Rezultatai rodo, kad ši strategija yra sėkminga.


Karalystės platformos ir papildomi moduliai

„Kingdom Geology“ suteikia integruotą aiškinimo aplinką, kad būtų galima efektyviai ir efektyviai įvertinti duomenis, kad būtų galima atskleisti požeminių rezervuarų struktūrą ir stratigrafinius sudėtingumus ir planuoti, kur panaudoti kitą galimybę.

  • Kartografavimas - Sukurkite sudėtingus struktūrinius ir stratigrafinius žemėlapius realiuoju laiku, užtikrindami, kad turto komandos galėtų pasiekti naujausius duomenis, kad būtų galima bendradarbiauti ir tiksliai interpretuoti kitą šulinį
  • Duomenų valdymas - Tvarkykite didelius rastrinių žurnalų duomenų kiekius keliems projektams
  • Petrofizika - Naudokite skaitmeninių žurnalų skaičiavimus, kad pagerintumėte aiškinimo ir kartografavimo pastangas
  • Gamybos analizė - Nustatykite bendrą žaidimo produktyvumą naudodami įrankius, skirtus kaupiamiesiems ir vidutiniams gamybos kiekiams apskaičiuoti
  • Na planavimas - Suprojektuokite šulinius visais kūrimo etapais
  • Geostruktūra - Optimizuokite gręžinio vietą
  • Skerspjūviai -Sukurkite struktūrinius ir stratigrafinius skerspjūvius, vienu paspaudimu atlikdami interaktyvią koreliaciją skerspjūvio ir 3D vaizduose
  • Tūris - Įvertinti kelis rezervuarus vienu metu ir susieti ekonominius scenarijus su viena gamybos prognoze
  • Dinaminė gylio konversija ir žemėlapio atnaujinimas - Sukurkite greičio modelius, susiedami gerai ir seisminius duomenis, kad greitai ir efektyviai interpretuotumėte įvairius požymius, kurie gali būti rezervuaro kokybės rodikliai
  • Žvalgymas - Sukurkite požeminį aiškinimą ir analizuokite duomenis, kad nustatytumėte geriausias gamybos galimybių tendencijas baseine, lauke ar rezervuare
  • Geologinių prognozių karta - Sukurkite žemėlapius, kurie padėtų rasti optimalią geologinę padėtį kiekvienai konstrukcijai, kurią gręžiate
  • Pagerinkite sprendimų tikslumą, pasinaudodami geofiziniu ir inžineriniu aiškinimu toje pačioje projekto duomenų bazėje ir platformoje
  • Atlikite viso baseino tyrimus ir plėtrą remdami daugiau nei 1 000 000 gręžinių aplinką
  • Atlikite išplėstinius lauko vertinimus naudodami lengvai naudojamą „Windows“ įrankį
  • Įvertinkite pagrindinius rezervuarų tipus, tokius kaip karbonatai, gilus vanduo ir netradiciniai
  • Įgalinkite dideles komandas dirbti viename projekte, stebėdami autorystę ir naujinius

„Kingdom Geophysics“ geomokslininkams ir turto komandoms suteikia funkcijų, kurių jiems reikia norint valdyti savo portfelius nuo perspektyvos iki gamybos, su pagrindiniu ir išplėstiniu aiškinimu, baigiant mikroseismine analize ir geoteorijavimu, todėl interpretacija ir duomenų analizė yra greitesnė.

  • Seisminė analizė -Laiko ar gylio aiškinimas atliekant 2D/3D apklausas. Linijos, kryžminės linijos, Z pjūviai, savavališkos linijos ir 3D erdvė
  • Seisminių duomenų apdorojimas po kamino -Sukurkite gedimus, seisminius ir tvirtus atributus, pašalinkite smailes, iš naujo imkite ir išlyginkite seisminius duomenis
  • Sintetinis modeliavimas - Sukurkite sintetiką, kad galėtumėte peržiūrėti skaitmeninio žurnalo duomenis kartu su savo seisminiu
  • Mikrozeizmas - Vizualizuokite ir interpretuokite laiko ar gylio rodmenis bet kokiam 2D/3D tyrimui, įkeliamam į Karalystę
  • Dinaminis gylio keitimas ir žemėlapio atnaujinimas - Dinamiškai kurkite greičio modelius, susiedami savo šulinio ir seisminius duomenis
  • Išplėstinis greičio modeliavimas -Į nuoseklų greičio modelį įtraukite šulinio registravimo greičius, laiko ir gylio kreives, įvykių ir gedimų aiškinimą bei seisminius greičius
  • Žemėlapiai ir tinkleliai - Sukurkite tikslius žemėlapius naudodami patentuotą lankstaus tinklelio technologiją
  • Duomenų valdymas - Tvarkykite ir formatuokite 2D SEGY failus keliems projektams
  • Na kontrolė - Naudokite labai didelius gręžinių duomenų rinkinius, įskaitant nukrypusius ir horizontalius gręžinius
  • AVO analizė -Importuokite, rodykite ir analizuokite 2D ir 3D duomenų išankstinį kaupimą
  • Geofizinė žvalgyba -Laiku ar gyliu interpretuokite 2D/3D tyrimo linijas, skersines linijas, Z pjūvius, savavališkas linijas ir 3D erdvę, taip pat atskleiskite paslėptą seisminių duomenų informaciją generuodami seisminius požymius
  • Atraskite paslėptą informaciją iš savo seisminių duomenų generuodami ir vizualizuodami seisminius atributus 3D formatu
  • Palengvinkite savo duomenų interpretaciją, apdorodami juos pašalindami, pakartotinai imdami, didindami, filtruodami ir algoritmais
  • Greitai padidinkite supratimą po žeme naudodami pažangų seisminių duomenų aiškinimą
  • Suprasti, kaip lūžių ir gedimų tinklai veikia esamą ir būsimą gamybą
  • Tiksliai nustatykite, ar reikia papildomų investicijų į projektą
  • Įgalinkite maksimalų bendradarbiavimą ir vertimo efektyvumą naudodami kelių naudotojų/kelių autorių galimybes
  • Sukurkite didelius regioninius tyrimus ir išsamią perspektyvų analizę
  • Padidinkite įvairių tipų rezervuarų, tokių kaip įprastiniai, netradiciniai, karbonatai ir gilus vanduo, efektyvumą

„Kingdom Geoscience“ sujungia „Kingdom Geology“ galią su „Kingdom Geophysics“, kad sukurtų visiškai integruotą aiškinimo platformą su puikiomis, keičiamo dydžio galimybėmis. Jame pateikiami pagrindiniai ir pažangūs mokslai, kuriuos lengva naudoti ir geriausiai tinka kelių naudotojų aplinkai.

  • Karalystės geologija
    • Kartografavimas - Sukurkite sudėtingus struktūrinius ir stratigrafinius žemėlapius realiuoju laiku, užtikrindami, kad turto komandos galėtų pasiekti naujausius duomenis, kad būtų galima bendradarbiauti ir tiksliai interpretuoti kitą šulinį
    • Duomenų valdymas - Tvarkykite didelius rastrinių žurnalų duomenų kiekius keliems projektams
    • Petrofizika - Naudokite skaitmeninių žurnalų skaičiavimus, kad pagerintumėte aiškinimo ir kartografavimo pastangas
    • Gamybos analizė - Nustatykite bendrą žaidimo produktyvumą naudodami įrankius, skirtus kaupiamiesiems ir vidutiniams gamybos kiekiams apskaičiuoti
    • Na planavimas - Suprojektuokite šulinius visais kūrimo etapais
    • Geostruktūra - Optimizuokite gręžinio vietą
    • Skerspjūviai -Sukurkite struktūrinius ir stratigrafinius skerspjūvius, vienu paspaudimu atlikdami interaktyvią koreliaciją skerspjūvio ir 3D vaizduose
    • Tūris - Įvertinti kelis rezervuarus vienu metu ir susieti ekonominius scenarijus su viena gamybos prognoze
    • Dinaminė gylio konversija ir žemėlapio atnaujinimas - Sukurkite greičio modelius, susiedami gerai ir seisminius duomenis, kad greitai ir efektyviai interpretuotumėte įvairius požymius, kurie gali būti rezervuaro kokybės rodikliai
    • Žvalgymas - Sukurkite požeminį aiškinimą ir analizuokite duomenis, kad nustatytumėte geriausias gamybos galimybių tendencijas baseine, lauke ar rezervuare
    • Geologinių prognozių karta - Sukurkite žemėlapius, padedančius rasti optimalią geologinę padėtį kiekvienai konstrukcijai, kurią gręžiate
    • Seisminė analizė -Laiko ar gylio aiškinimas atliekant 2D/3D apklausas. Linijos, kryžminės linijos, Z pjūviai, savavališkos linijos ir 3D erdvė
    • Seisminių duomenų apdorojimas po kamino -Sukurkite gedimus, seisminius ir tvirtus atributus, pašalinkite smailes, iš naujo imkite ir išlyginkite seisminius duomenis
    • Sintetinis modeliavimas - Sukurkite sintetiką, kad galėtumėte peržiūrėti skaitmeninio žurnalo duomenis kartu su savo seisminiu
    • Mikroseisminis - Vizualizuokite ir interpretuokite laiko ar gylio rodmenis bet kokiam 2D/3D tyrimui, įkeliamam į Karalystę
    • Dinaminis gylio keitimas ir žemėlapio atnaujinimas - Dinamiškai kurkite greičio modelius, susiedami savo šulinio ir seisminius duomenis
    • Išplėstinis greičio modeliavimas -Į nuoseklų greičio modelį įtraukite šulinio registravimo greičius, laiko ir gylio kreives, įvykių ir gedimų aiškinimą bei seisminius greičius
    • Žemėlapiai ir tinkleliai - Sukurkite tikslius žemėlapius naudodami patentuotą lankstaus tinklelio technologiją
    • Duomenų valdymas - Tvarkykite ir formatuokite 2D SEGY failus keliems projektams
    • Na kontrolė - Naudokite labai didelius gręžinių duomenų rinkinius, įskaitant nukrypusius ir horizontalius gręžinius
    • AVO analizė -Importuokite, rodykite ir analizuokite 2D ir 3D duomenų išankstinį kaupimą
    • Geofizinė žvalgyba -Laiku ar gyliu interpretuokite 2D/3D tyrimo linijas, skersines linijas, Z pjūvius, savavališkas linijas ir 3D erdvę, taip pat atskleiskite paslėptą seisminių duomenų informaciją generuodami seisminius požymius

    Šiuos modulius galima pridėti prie „Kingdom Geology“, „Geophysics“ ar „Geoscience“ prenumeratos už papildomą mokestį.


    Priklausomybės

    Gamtos mokslų ir technologijų aukštoji mokykla, Kanazawa universitetas, Kakuma, Kanazawa, 920-1192, Japonija

    Geologijos ir civilinės inžinerijos mokykla, Mokslo ir inžinerijos kolegija, Kanazawa universitetas, Kakuma, Kanazawa, 920-1192, Japonija

    Japonijos geologijos tarnyba, Nacionalinis pažangių pramonės mokslo ir technologijų institutas (AIST), AIST Tsukuba Central 7, 1-1-1 Higashi, Tsukuba, 305-8567, Japonija

    Takahiko Uchide ir Kazutoshi Imanishi

    Šio autoriaus taip pat galite ieškoti „PubMed Google Scholar“

    Šio autoriaus taip pat galite ieškoti „PubMed Google Scholar“

    Šio autoriaus taip pat galite ieškoti „PubMed Google Scholar“

    Šio autoriaus taip pat galite ieškoti „PubMed Google Scholar“

    Autorius susirašinėjimui


    Seisminės energijos sutelkimas į gedimus per kintančius laiko plyšimo režimus: Wenchuan žemės drebėjimas, Kinija

    Lauko analizė ir diferencinė interferometrija, gauta iš 2008 m. Gegužės 12 d. Epicentrinės srities sintetinės apertūros radaro (PALSAR) M w 8.0 Wenchuan (汶川) žemės drebėjimo zona atskleidžia išsamią informaciją apie gedimų plyšimus ir žemės poslinkius, o lauke dokumentuoti vertikalūs poslinkiai siekia 12 m išilgai pagrindinio gedimo plyšimo pėdsako, o PALSAR išmatuoti horizontalūs poslinkiai siekia 12,3 m. Mes užfiksuojame slydimo indikatorius gedimo šonuose, kurie iš pradžių rodo žemesnį horizontalųjį, o po to palaipsniui didėjantį slydimą, laikui bėgant per tą pačią gedimą 2 minučių žemės drebėjimo metu, o tai rodo, kad plyšimas išplito kaip mišrus II – III režimo lūžis su smūgio slydimo judesiu viršūnėje, nukreipianti energiją nuo pradinio plyšimo į taškus į šiaurę nuo epicentro, o po to - vertikalų poslinkį slydusios srities viduje. Lauko, seisminiai ir PALSAR išmatuoti poslinkiai dažniausiai yra traukiami netoli epicentralinio regiono, o dextral-šiaurės rytų srityse, o tai rodo, kad žemės drebėjimo metu slydimas buvo padalintas išilgai erdvės ir laiko. Besikeičiančios slydimo kryptys gali koreliuoti su trimis pagrindiniais energijos išsiskyrimo impulsais 0, 23 ir 57 s žemės drebėjimo metu, kaip užfiksuota seismogramose. Žemės drebėjimas sukėlė didžiulių nuošliaužų ir 100 km į šiaurę nuo epicentro išilgai gedimo pėdsakų. Šie masyvūs eršketai susiformavo ten, kur ištisi kalnų šlaitai sugriuvo ir dideliu greičiu judėjo žemyn apgyvendintais kalnų slėniais, šokinėdami mažesnius kalnus ir rikošetiškai nusileidę nuo stačių kanjono sienų. Šios lavinos važiavo vandens ir suslėgto oro pagalvėmis, kurios sukėlė oro sprogimus iš po nuolaužų ir išvertė medžius aukštai priešinguose kalnų šlaituose. Masinių nuošliaužų ir žemės deformacijos koncentracija iki šiol į šiaurę nuo epicentro buvo susijusi su II-III režimo lūžių plitimu, sutelkiančiu seisminę energiją išilgai gedimo į šiaurę, ir paaiškino, kodėl įvyko tiek daug nuniokojimų & gt100 km nuo epicentro, pvz. sunaikintas Beichuano miestas (北 川). Suprasti žemės paviršiaus drebėjimo procesus ir geologinius pavojus, susijusius su didžiuliais žemės drebėjimais apgyvendintose kalnuotose vietovėse, gali išgelbėti daug gyvybių ateityje.


    Atviri tyrimai

    Šio darbo skaičiavimai buvo atlikti naudojant „NumPy“ (van der Walt ir kt., 2011), „SciPy“ (Jones ir kt., 2001), „Shapely“ (Gilles, 2018), „GeographicLib“ (Kearney, 2018) ir „Matplotlib“ („Hunter“, 2007). Andersono ir kt. Mastelio keitimo modelis M3. (2017) buvo įvertintas naudojant „The MathWorks Inc“ MATLAB programinę įrangą. Spalvoti žemėlapių žemėlapiai yra pritaikyti iš Ahlenius (2005), Crameri (2018) ir Thyng ir kt. (2016). Šiame darbe naudojami duomenys yra viešai prieinami iš Blewitt ir kt. (2018 m., Atsisiųsta 2019 m. Liepos 24 d.), Felzer ir Cao (2008), Heidbach ir kt. (2016 m., Atsisiųsta 2018 m. Rugpjūčio 24 d.), Field ir kt. (2013, atsisiųsta 2020 m. Balandžio 27 d.), IRIS DMC (2013, atsisiųsta 2020 m. Gegužės 7 d.), Laske ir kt. (2013 m., Atsisiųsta 2018 m. Rugpjūčio 22 d.), Kreemer ir kt. (2014 m., Atsisiųsta 2018 m. Rugpjūčio 29 d.), O Yang ir kt. (2012 m., Atsisiųsta 2020 m. Gegužės 4 d.). Duomenų naudojimas ir išankstinis apdorojimas aprašytas pagrindiniame tekste.

    Atkreipkite dėmesį: leidėjas nėra atsakingas už bet kokios autorių pateiktos papildomos informacijos turinį ar funkcionalumą. Visos užklausos (išskyrus trūkstamą turinį) turėtų būti nukreiptos į atitinkamą straipsnio autorių.


    Prieigos parinktys

    Gaukite pilną prieigą prie žurnalo 1 metus

    Visos kainos yra NET kainos.
    PVM bus pridėtas vėliau kasoje.
    Mokesčių apskaičiavimas bus baigtas atsiskaitymo metu.

    Gaukite ribotą laiką arba visą prieigą prie straipsnio „ReadCube“.

    Visos kainos yra NET kainos.


    Inicijuojančios sistemos įvertinimas matuojant seisminę energijos sklaidą paviršiuje

    Padidėjusi anglies ir mineralų paklausa šalyje privertė kasyklų operatorius masinei gamybai per dideles atviras kasyklas. Stiprus sprogdinimas ir daug sprogmenų panaudojimas padidino aplinkos problemas, kurios gali turėti žalos ir sukelti trikdžių. Žemės vibracija, susidaranti dėl sprogdinimo kasyklose ir karjeruose, yra labai svarbus aplinkosaugos aspektas. Akivaizdu, kad nedidelis kiekis visos sprogstamosios energijos sunaudojamas sprogdinant uolienų masę, o likusi dalis švaistoma. Švaistomas energijos kiekis sukelia įvairias aplinkos problemas, tokias kaip žemės vibracija, oro slėgis ir musių uolienos. Sprogdinimo sukeltos žemės vibracijos negalima visiškai pašalinti, tačiau jas galima kiek įmanoma sumažinti taikant tinkamą sprogdinimo metodiką. Buvo atlikta daug darbo, kad būtų galima nustatyti žemės vibracijas ir įvertinti sprogimo efektyvumą atsižvelgiant į žemės vibracijos intensyvumą, ty didžiausią dalelių greitį ir dažnių spektrą. Tačiau nebuvo atlikta daug tyrimų, kad būtų sumažinta seisminė energija, eikvojama sprogdinimo metu ir sukelianti žemės vibracijas. Šiame dokumente sprogimo sukeltos žemės vibracijos trimis stačiakampėmis kryptimis, ty skersine, vertikalia ir išilgine, buvo užfiksuotos skirtingais atstumais, naudojant seismografus. Buvo bandoma įvertinti sprogstamosios energijos procentinę dalį, išsisklaidžiusią seisminės energijos pavidalu, naudojant elektroninę ir neelektrinę (NONEL) paleidimo sistemą. signalų apdorojimo metodai naudojant DADiSP programinę įrangą naudojami tam pačiam tyrinėti.

    Tai prenumeratos turinio peržiūra, prieiga per jūsų instituciją.


    Didumas ir energija

    Kai įvyksta žemės drebėjimas, pagrindinis susidomėjimo kiekis yra jo dydis. Koks buvo žemės drebėjimas? Bėgant metams mokslininkai sukūrė įvairius žemės drebėjimo dydžio ir stiprumo matavimo būdus. Čia pateikiama dažniausiai pasitaikančių matavimų apžvalga.

    „Mercalli“ intensyvumo skalė

    Ši skalė yra kokybinis žemės drebėjimo sukeltos veltinio drebėjimo kiekio matas. Ši skalė eina nuo I (nedaug nieko) iki XII (visiškas sunaikinimas). Veltinio drebėjimo kiekis paprastai matuojamas apklausiant liudininkus, siekiant išsiaiškinti, kiek jie drebėjo. Kartais interviu galima papildyti stebint bet kokią žemės drebėjimo žalą pastatams. Dėl žemės drebėjimų istoriniame įraše, įvykusiame prieš seismometrų atsiradimą, „Mercalli“ intensyvumas dažnai priskiriamas tikrinant senus laikraščių pranešimus ir ištyrus senų pastatų pamatus. „Mercalli“ intensyvumą žemėlapiuose paprastai vaizduoja keli koncentriniai žiedai aplink žemės drebėjimo epicentrą, kurie suteikia tam tikrą supratimą apie veltinio drebėjimo stiprumą įvairiais atstumais nuo žemės drebėjimo. „Mercalli“ nėra labai naudinga mastas mokslui, nes jis negali daug pasakyti apie didelius žemės drebėjimus, kurių žmonės nejaučia-žemės drebėjimus, kurie vyksta dideliame gylyje arba, pavyzdžiui, vandenyne.

    Richterio skalė

    Ketvirtajame dešimtmetyje Charlesas Richteris sukūrė skalę, nes norėjo sugebėti apibūdinti seismiškumą, kurį matavo Kalifornijoje, naudodami tam tikrą skaičiavimo sistemą, apimančią visus žemės drebėjimus, nuo tų, kurie beveik nebuvo jaučiami. tikrai dideli. Jis tai padarė būdamas pasirinkęs pamatinį žemės drebėjimą ir įvertinęs maksimalų jo žemės judėjimą. Tada visus kitus jo užfiksuotus žemės drebėjimus būtų galima palyginti su nuoroda, pataisius atstumą. Kiekvienas sveikojo skaičiaus padidėjimas sudarė 10 kartų didesnę žemės judesio amplitudę. Ši skalė veikė, nes jis visada naudojo to paties tipo seismometrą, o visi jo žemės drebėjimai buvo pietinėje Kalifornijoje, todėl nereikėjo atlikti jokių papildomų koregavimų dėl skirtingo gylio ar uolienų tipo. Šiandien mokslininkai nenaudoja Richterio skalės taip, kaip jis, nes ne visi dominantys žemės drebėjimai vyksta Kalifornijoje, taip pat todėl, kad jo naudojamas seismometras dabar yra pasenęs. Atliekant visus matavimus, užfiksuotus kito tipo prietaisu arba matuojant skirtingų bangų tipų amplitudes, turėsite atlikti konversiją, kad jūsų skaičius atitiktų Richterio skalę. Patogus Richterio skalės dalykas yra tas, kad daugumos dominančių žemės drebėjimų stiprumas yra maždaug 3–9, o tai yra žmonėms lengvai suprantami skaičiai. (Tiesą sakant, pati skalė nenustato viršutinės ar apatinės žemės drebėjimo dydžio ribos, kurias nustato Žemė).

    Akimirkos dydis

    Šiandien mokslininkai apskaičiuoja žemės drebėjimo seisminį momentą, kai nori kalbėti apie jo stiprumą. Seisminis momentas (M.0) yra tiesiog įvykusio vidutinio slydimo kiekio, slydimo gedimo ploto ir uolienos standumo sandauga. Lygtis yra tokia:

    M0 = standumas x plotas x slydimas

    Uolienos standumas yra pastovus skaičius, pagrįstas uolienų rūšimi. Jis turi slėgio vienetus. Įprastos prielaidos yra maždaug 3 x 10 10 N/m 2. Slydimas yra ilgis ir yra maždaug centimetrų (metrai dideliam žemės drebėjimui). Plotas yra 2 ilgio vienetais ir dažnai yra maždaug km 2. Seisminio momento vienetai yra Nm (niutono metrai). Pavyzdžiui, 2004 m. Gruodžio 26 d. Sumatros ir Andamanų žemės drebėjimo matmenys buvo tokie, kaip pranešė Lay ir kt. (2005): jo slydimas vidutiniškai buvo apie 5 m, jo ​​plyšimo ilgis buvo apie 1300 km, o gedimo plotis - nuo 160 iki 240 km. Darant prielaidą, kad standumas yra 3 x 10 10 N/m 2, gauname 3,9 x 10 22 Nm seisminį momentą. Žr. Šio žemės drebėjimo seisminio momento apskaičiavimą.

    Dabar seisminio momento problema yra ta, kad paprasti žmonės, kurie žiūri naujienas ar skaito laikraščius, iš tikrųjų nežino, ką daryti tokiam skaičiui kaip 4,4 x 10 22 Nm, ir net mokslininkai yra pakankamai protingi, kad tai suprastų, todėl mes konvertuojame seisminis momentas iki dydžio skalės, vadinamas „momento dydžiu“, paprastai simbolizuoja Mw arba kartais tiesiog M. Ši skalė specialiai sukurta taip, kad būtų maždaug tokia pati kaip Richterio skalė, kad žmonės pajustų, ką tai reiškia. Hiroo Kanamori iš „Caltech“ išvedė seisminio momento pavertimo momentu dydžio formulę taip:

    Skaičiuokite dydį patys!

    Koks buvo 2004 m. Gruodžio 26 d. Sumatros ir Andamanų žemės drebėjimo stiprumas, naudojant Kanamori formulę seisminiams momentams paversti momentų dydžiais? Išbandykite patys ir patikrinkite savo darbą spustelėdami žemiau:

    Spustelėkite čia, kad gautumėte mano atsakymą apie Sumatros ir Andamanų žemės drebėjimo stiprumą.

    Atsakymas yra 9.05. Štai kaip aš gavau atsakymą:

    Seisminis momentas buvo 4,4 x 10^22 Nm.

    Paimkite to skaičiaus žurnalą (10 bazė) ir gaukite 22,64

    Padauginkite tai iš 2/3 ir gaukite 15.10

    Energija

    Kitas būdas galvoti apie žemės drebėjimo dydį yra žemės drebėjimo išskiriama energija. Iš tikrųjų nėra labai lengva išmatuoti visą žemės drebėjimo skleidžiamą energiją, nes jūs turite integruotis į laiką ir erdvę ir įtraukti kuo platesnį dažnių spektrą, kad įsitikintumėte, jog įrašote visą energiją. Todėl tiesioginiai matavimai paprastai nepakankamai įvertina energiją. Jei jie nesistengia to išmatuoti instrumentiniu būdu, dauguma seismologų tiesiog naudoja šią empirinę formulę, kurią sukūrė Båth (1966), kad susietų jos dydį su energija (džaulių vienetais):

    Šie santykiai buvo skirti tik gana dideliems (M & gt 5) žemės drebėjimams. Į aukščiau pateiktą lygtį įjunkite 5,0, 6,0 ir 7,0 dydžio reikšmes. M5 žemės drebėjimo išskiriama energija yra apie 2,8 x 10 12 džaulių. M6 žemės drebėjimas sukelia 7,8 x 10 13 džaulių, o M7 spinduliuoja 2,1 x 10 15 džaulių. Jei neturite supratimo, ką reiškia šie skaičiai, ant Hirošimos numesta bomba išleido apie 7,4 x 10 12 džaulių. Nors visi šie skaičiai yra dideli, noriu, kad jūs čia matytumėte, jog skirtumas tarp šių verčių yra didžiulis. 7 dydis skleidžia beveik 30 kartų daugiau energijos nei 6 dydis.

    Laikas dideliam vaizdui!

    Naudojant formulę, kad būtų galima susieti dydį su energija, kiek energijos skleidė Sumatros ir Andamanų žemės drebėjimas? Išbandykite patys ir patikrinkite savo darbą spustelėdami žemiau:

    Spustelėkite čia, kad gautumėte mano atsakymą, kiek energijos skleidė Sumatros ir Andamanų žemės drebėjimas.

    Atsakymas yra 1,84 x 10^18 džaulių. Štai kaip aš gavau atsakymą:

    Dydis yra 9,05. Mes tai jau žinojome.

    Padauginkite dydį iš 1,44 ir gaukite 13,03.

    Padidinkite 10 iki 18,27 galios ir gaukite 1,84 x 10^18 džaulių

    60 vatų kaitrinė lemputė sunaudoja 60 džaulių energijos per sekundę. Sumatros ir Andamanų žemės drebėjimo plyšimas truko apie 500 sekundžių. Taigi, šis žemės drebėjimas per jo plyšimą išleido pakankamai energijos, kad užsidegtų kiek 60 vatų lempučių? Išbandykite patys ir patikrinkite savo darbą spustelėdami žemiau:

    Spustelėkite čia, kad gautumėte mano atsakymą, kiek 60 vatų lempučių energija užsidegs.

    Atsakymas yra 6,14 x 10^13 60 vatų lemputės. Štai kaip aš gavau atsakymą:

    Žemės drebėjimas spinduliavo 1,84 x 10^18 džaulių. Mes tai jau žinojome.

    Padauginkite 60 iš 500 ir gaukite 30000 džaulių, naudojamų vienai lemputei per 500 sekundžių

    Padalinkite jį į 1,84 x 10^18 džaulių ir gaukite 6,15 x 10^13 lempučių

    Oho, daug lempučių! Tiesą sakant, jei manote, kad jie visi yra maždaug 4 colių skersmens, tada, jei įdėsite tiek daug lempučių viena šalia kitos, turėtumėte taką, kuris eina toliau nei atstumas nuo Saulės iki Neptūno. Tai ilgas kelias.