Body waves in media with depth dependent properties

a) Body waves: P and S waves

b) Surface waves: : Love e Rayleigh

Strain associated with seismic waves

Compressional waves imply changes in volume

Shear waves imply changes in shape

P Rayleigh

S Love

Registrazione telesismica

Componente verticale

Componente radiale

Componente trasversale

Riflessione e rifrazione delle onde sismiche

A beam of light is refracted or reflected when it crosses the boundary between air and water. Seismic waves behave similarly at boundaries within the Earth.

P and S Waves radiate from an earthquake focus in many directions

from Press and Siever (1994)

Propagazione delle onde sismiche all’interno della Terra e zone d’ombra

onde P onde S

Fasi di un sismogramma

• L’interazione dell’onda di volume con una discontinuità genera onde riflesse e rifratte, identificabili sul sismogramma (FASI)

Fasi di un sismogramma

• Le fasi si distinguono in base alla distanza angolare epicentro-osservatore

epicentro

osservatore

D

fasi di un sismogramma Primi arrivi D = 0° - 10°D = 0° - 10°: propagazione crostale

• D < 2° fasi Pg, Sg

• D > 2°- fasi Pn, Sn diffrazione lungo la Moho

Eventi crostali e regionali

fasi di un sismogramma Primi arrivi D = 0° - 10°

Crosta

Mantello

distanza critica

• D < 2° fasi Pg, Sg

• D > 2°- fasi Pn, Sn (diffrazione lungo la Moho)

approssimazione raggi rettilinei

fasi di un sismogramma Primi arrivi D < 2°

tempo (sec)

• D < 2° fasi Pg, Sg

Esempio 1: D ~ 0.1°

fasi di un sismogramma Primi arrivi D < 2°• D < 2° fasi Pg, Sg

Esempio 2: D ~ 0.2°

fasi di un sismogramma Primi arrivi D < 2°• D < 2° fasi Pg, Sg

Esempio 2: D ~ 0.2°

ROM9

Sg

NS

Z

Pg

NS

Z

BOB

fasi di un sismogramma Primi arrivi D > 2°

• D > 2°- fasi Pn, Sn

(diffrazione lungo la Moho)

Esempio 2: D ~ 4°

BOB NS

Z

Pn Pg

BOB

NS

Z

ROM9

NS

Z

BOB

ROM9

fasi di un sismogramma D = 10° - 103°/105°

D = 10° - 103°/105°: propagazione nel mantello

• Il mantello è in prima approssimazione un mezzo lateralmente omogeneo, ovvero un corpo a simmetria sferica con velocità di propagazione che cresce con la profonditàapprossimazione raggi curvilinei• arrivi regionali-telesismici

fasi di un sismogramma D = 10° - 103°/105°D = 10° - 103°/105°: propagazione nel mantello

• D < 40° fasi P, S dirette (telesismiche)

• D > 40° fasi riflesse alla sup. libera (PP, PS, SS, PPP,…), predominanti per D>100°

fasi di un sismogramma D = 10° - 103°/105°D = 10° - 103°/105°: propagazione nel mantello

*

P

pPp• Fasi profonde: se evento

profondo, le fasi dirette p,s vengono riflesse indietro nel mantello (pP,pS, sP, sS)

ESEMPIO: Terremoto di SUMATRA (26/12/2004) registrato dalla stazione di BOB (80° distanza angolare, backazimuth=90°)

NS

EW

Z

NS (tangenziale)

EW (radiale)

Z

P

SLove

Rayleigh

fasi di un sismogramma arrivi telesismici

• 105°-140°: zona d’ombra (inversione di velocità)

- Arrivano solo fasi riflesse dal CMB (Pc, Sc) e diffratte dal nucleo esterno (Pdif)

D = 103°/105° - 180°: propagazione nel nucleo

fasi di un sismogramma arrivi telesismici

• 130° - 180°: propagazione nel

- nucleo esterno K (solo onde P: PKP,

PKS,SKS, SKP)

- nucleo interno I (PKIKS, SKIKS,

SKIKP)

D = 103°/105° - 180°: propagazione nel nucleo

Propagazione delle onde

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