Одномерные скоростные модели Джеффриса – Буллена и Херрина

 

Введение

При томографических реконструкциях внутренней структуры Земли одномерные модели являются референтными моделями. Неоднородные области внутри Земли предстают в форме отличий в большую или меньшую сторону значений скорости сейсмических волн относительно референтной модели Земли.


Одномерная скоростная модель Земли – это кусочно-непрерывная функция скорости Р– или S-волн, зависящей от глубины. Глубина исчисляется либо от поверхности Земли к её центру, либо от центра Земли к её поверхности в виде радиус. Функция состоит из непрерывных частей, которые отделяются друг от друга разрывами и переходными (градиентными) зонами. Набор и количество непрерывных, градиентных и разрывных участков функции определяется детальностью проводимых исследований и применяемыми технологиями.

К началу страницы

Модель Джеффриса – Буллена

Наиболее ранней, но вполне работоспособной моделью Земли является модель Джеффриса – Буллена [Jeffreys, H., and K.E. Bullen, 1940 ]. Эта модель послужила надежным фундаментом для всех самых современных сейсмотомографических моделей не только мантии, но и всей Земли.

Одномерная скоростная модель Джеффриса – Буллена
Одномерная скоростная модель Джеффриса – Буллена

В процессе накопления, в течение нескольких десятилетий, данных об объемных телесейсмических P и S волнах, выявились регулярные отличия во временах вступления этих волн от теоретических времен, предсказываемых моделью Джеффриса – Буллена.

Sir Harold Jeffreys (1891–1989гг)
Sir Harold Jeffreys (1891–1989гг)

Сэр Гарольд Джеффрис (Sir Harold Jeffreys 22 апреля 1891 – 18 марта 1989) – английский математик, статистик, геофизик и астроном. В 1917-1922 годах работал в метеорологической службе, в 1922-1958 годах в Кембриджском университете (с 1946 года – профессор астрономии). Основные труды посвящены изучению движения, строения и развития Земли. Работы Гарольда Джеффриса в первой половине XX века во многом определяли лицо классической сейсмологии. Г. Джеффрисом впервые была построена сейсмическая модель Земли. Им была развита теория приливов, теория движения Луны, построены первые модели внутреннего строения планет. 

Стандартный годограф Херрина

Eugene Herrin
Eugene Herrin

Сведения о регулярных отличиях во временах распространения сейсмических волн от предсказанных на основе годографа Джеффриса – Буллена временах легли в основу стандартного годографа Херрина, опубликованного в 1968 году [Herrin, 1968]. Для работы с телесейсмическими объемными P и S волнами эти годографы не утратили актуальности до сегодняшних дней. Годограф Херрина представляет из себя детальную таблицу численных значений производных годографов P и S объемных волн в диапазоне эпицентральных расстояний от 00 до 1000 , с шагом 0.50 , для очагов, расположенных на глубинах от 0 до 800 километров (0 км, 15 км, 40 км, 50 км, 75 км, 100 км, 125 км, 150 – 800 км с шагом 50 км.).  Таблицы Херрина широко используются при выявлении горизонтальных скоростных неоднородносте верхней мантии Земли.

Источники

Jeffreys, H., and K.E. Bullen, 1940. Seismological Tables. London: British Association for the Advancement of Science.
Herrin E. Seismological tables for P-phases // Bull. seism. soc. am. – 1968. – 60. – P. 461–489

К началу страницы