Torsten Dahm, Institut für Geophysik, . Bundesstr. 53 . D-20146 Hamburg, Frank Krüger , Institut für Geowissenschaften, Karl-Liebknechtstr. 24, D-14476 Golm

Torsten DahmInstitut für GeophysikUniversität Hamburg

Frank KrügerInstitut für GeowissenschaftenUniversität Potsdam

Exercises

1. Expected slowness range 2. Measuring slowness and angle of incidence3. Discrete wavefields: uniqueness of slowness

Seismic velocity structure of the earth

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Exercise 1

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P-waves of earthquakes in regional distances (<30 deg) have their turning points in the crust (local) and upper mantle. Typical frequencies are between 1 and 20 Hz.

1. What is the expected apparent velocity (in km/s) and slowness (in s/km) and s/deg) for a ray diving to 400 and 600 km depth? Tip: Calculate horizontal slowness from the ray parameter, which may b estimated from the given graph

2. What is the expected range of apparent wavelengths for the given range of frequencies?

3. What is the needed inter-sensor distance and array aperture to resolve body waves arriving with these horizontal wavenumbers?

4. Make the same estimate for P waves between 0.05 and 5 Hz that are diving to the core-mantle boundary.

Snapshots of harmonic monochromatic wavefields approaching from below (from F. Scherbaum)

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lambda = 5.8 km

Snapshots with lambda=11.6 km (twice as large)

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Continuous seismogram section at z=0 (x-t-space)

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Question: How to measure slowness and angle of incidence?

Measured is:• period T• apparent velocity• apparent wavelength

Solution

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Exercise 2

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Exercise 3

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solution 3