برآورد تغييرات همالرزه شتاب ثقل ناشي از زمين‌لرزه‌هاي دوگانه اهر- ورزقان

Coseimic Gravity Change Estimation due to Ahar-Varzagan Dual Earthquakes

درك این نكته مهم است كه در اثر زمین‌لرزه كل زمین و نه فقط سطح آن دچار تغییرشكل می‌شود. چون میدان جابه‌جایی با تغییر توزیع جرم همراه است شتاب ثقل و در نتیجه ارتفاع ژئوئید نیز بایستی بعد از زمین‌لرزه تغییر كند. در این تحقیق روش كلی محاسبه تغییرات مؤلفه‌های مختلف شتاب ثقل در اثر زمین‌لرزه در اثر یك گسلش با هندسه و لغزش دلخواه مورد بررسی قرار می-گیرد. بدین‌منظور از روش توابع گرین برای گسلش مدفون در نیم‌فضای كشسان استفاده شده و توابع تحلیلی بسته مورد استفاده برای مدل‌سازی تغییرات همالرزه شتاب ثقل در اثر نابرجایی صفحه‌ای معرفی می‌شوند. از تركیب نتایج حاصل از مدل‌سازی و مشاهدات شتاب ثقل می‌توان به عنوان ابزاری برای تعیین هندسه و ابعاد نابرجایی حاصل از زمین‌لرزه یا میزان تغییر ارتفاع ژئوئید در منطقه وقوع زمین‌لرزه استفاده نمود. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد كه یك زمین‌لرزه شدید باعث تغییر ارتفاع ژئوئید تا یك متر نیز می‌شود. به‌عنوان مطالعه موردی زمین‌لرزه‌های دوگانه مورخ 21/5/1391، 5/6=Mw و 3/6=Mw اهر- ورزقان استان آذربایجان‌شرقی در منطقه شمال غرب ایران انتخاب گردید و تغییرات شتاب ثقل در اثر این زمین‌لرزه مورد محاسبه قرار گرفت. نتایج محاسبات نشان می‌دهد كه تغییرات شتاب ثقل در اثر زمین‌لرزه بیشتر از حد دقت دستگاه‌های اندازه‌گیری شتاب ثقل می-باشد. نكته مهمی كه باید به آن اشاره كرد این است كه این مدل را می‌توان برای هر گسل دیگری در كشور و در هر منطقه‌ای با هر خصوصیات هندسی به‌كار برده و میزان تغییرات شتاب ثقل را برای نقاط واقع در حوزه حركت گسل محاسبه نمود. همچنین با توجه به برقراری اصل برهم‌نهی مدل‌سازی انجام شده برای زمین‌لرزه‌های متعددی كه در یك گسل رخ می‌دهد و همچنین برای سامانه‌ای از گسلش‌های مختلف قابل اعمال است. برای رویداد اول 5/6=Mw زمین‌لرزه‌های دوگانه اهر- ورزقان تغییرات كل شتاب ثقل در بازه 929/10- میكروگال تا 257/10 میكروگال قرار دارد. همچنین برای رویداد دوم 3/6=Mw تغییرات كل شتاب ثقل در بازه 977/43- میكروگال تا 545/16 میكروگال قرار دارد. نتایج بدست آمده از محاسبات نشان می‌دهد كه دامنه تغییرات شتاب ثقل در گسلش‌های امتدادلغز كمتر از گسلش شیب‌لغز یا كششی بازشونده می‌باشد.

Any knowledge of a fault motions and its effects such as gravity field changes is the main reason of this research. After large earthquakes some deformations occur in the Earth’s crust. It’s important to note that as a result of an earthquake whole of the Earth and not just it’s surface is deformed. Since displacement field causes mass redistribution so gravity field and geoid height change after an earthquake. In this research, the general method of different gravity field component changes due to an earthquake in a fault with an arbitrary geometry and slip is investigated. For this purpose Green function method for blind fault in an elastic half space is used and analytical closed functions for coseismic gravity changes due to a plane dislocation is introduced. Combination of obtained results of modeling and observed gravity change we can use it as a tool for geometry determination of a dislocation or geoid height change in the area of earthquake occurrence. Simulation results shows that a large earthquake can change the geoid height upto one meter. The 2012/8/11, Mw = 6.5 and Mw = 6.3 dual earthquakes of Varzagan and Ahar in East Azerbaijan Province of NW Iran is examined and gravity changes due to these earthquakes is estimated. Computation results show that gravity field changes due to an earthquake is more than the instrumental precision. It’s important to note that this model could be implemented for any other fault in the study area with an arbitrary geometry properties and gravity field changes could be estimated for any point. For the first event Mw = 6.5 of Ahar-Varzagan dual earthquakes total gravity changes is in the range of -10.929 microgal to 10.257 microgal. Also for the second one Mw = 6.3 this range is from -43.977 microgal to 16.545 microgal. Obtained results show that gravity field changes for a strike slip fault is less than dip slip or tensile faults.