3D models of slow motions in the Earth’s crust and upper mantle in the source zones of seismically active regions and their comparison with highly accurate observational data: I. Main relationships


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Constructing detailed models for postseismic and coseismic deformations of the Earth’s surface has become particularly important because of the recently established possibility to continuously monitor the tectonic stresses in the source zones based on the data on the time variations in the tidal tilt amplitudes. Below, a new method is suggested for solving the inverse problem about the coseismic and postseismic deformations in the real non-ideally elastic, radially and horizontally heterogeneous, self-gravitating Earth with a hydrostatic distribution of the initial stresses from the satellite data on the ground surface displacements. The solution of this problem is based on decomposing the parameters determining the geometry of the fault surface and the distribution of the dislocation vector on this surface and elastic modules in the source in the orthogonal bases. The suggested approach includes four steps: 1. Calculating (by the perturbation method) the variations in Green’s function for the radial and tangential ground surface displacements with small 3D variations in the mechanical parameters and geometry of the source area (i.e., calculating the functional derivatives of the three components of Green’s function on the surface from the distributions of the elastic moduli and creep function within the volume of the source area and Burgers’ vector on the surface of the dislocations); 2. Successive orthogonalization of the functional derivatives; 3. Passing from the decompositions of the residuals between the observed and modeled surface displacements in the system of nonorthogonalized functional derivatives to their decomposition in the system of orthogonalized derivatives; finding the corrections to the distributions of the sought parameters from the coefficients of their decompositions in the orthogonalized basis; and 4. Analyzing the ambiguity of the inverse problem solution by constructing the orthogonal complement to the obtained basis. The described approach has the following advantages over the method of steepest descent which was used in our previous works: 1. Application of the perturbation method significantly reduces the volume of the computations in the real problems of coseismic and postseismic deformations (by three to four orders of magnitude when the data from a few dozens of observation points are used); 2. In contrast to the method of steepest descent, the suggested method always provides stable results. This means that adding the new satellite data does not alter the previously calculated coefficients in the low-order harmonics of the distributions of the sought parameters in the orthogonalized basis; this only changes the coefficients of the increasingly higher harmonics which determine the smallscale details in the sought distributions. 3. In contrast to the method of steepest descent, the suggested method is not only capable of constructing stable partial solutions of the inverse problem but also estimating the ambiguity of these solutions. The ambiguity is represented in terms of the superposition of the known functions contained in the orthogonal complement and, hence, with the growth of the amount of the analyzed data it is determined by the linear combination of the increasingly higher harmonics. In the second part of the paper, we present the results of the model numerical computations of Green’s function for the elastic displacements of the ground surface, which correspond to the case of the arbitrary geometry of the dislocation surface and arbitrary orientation of the dislocation vector for the real model of the radially heterogeneous gravitating Earth with the hydrostatic distribution of the initial stresses. The numerical calculations of the creep function in the upper mantle for the coseismic deformations and the ambiguity of the models of postseismic deformations in the vicinity of the source of the Great Tohoku earthquake (Japan) of March 11, 2011 are illustrated by the examples.

Об авторах

S. Molodenskii

Schmidt Institute of Physics of the Earth

Автор, ответственный за переписку.
Email: msm@ifz.ru
Россия, ul. B. Gruzinskaya 10, Moscow, 123995

M. Molodenskii

Schmidt Institute of Physics of the Earth

Email: msm@ifz.ru
Россия, ul. B. Gruzinskaya 10, Moscow, 123995

T. Begitova

Faculty of Mechanics and Mathematics

Email: msm@ifz.ru
Россия, Moscow, 119992

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2016

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».