مجله فیزیک زمین و فضا
سال:1379 | دوره:26 | شماره:1 |تعداد مقالات:13

در این مقاله فرایند چسبش - لغزش را برای مدل یک سیستم دینامیکی غیر خطی شامل آرایه ای از N اتم مورد بررسی قرار می دهیم. این مدل بیانگر ویژگی های آماری و دینامیکی سیستم های اتلافی است.مدل فنر - قطعه ساده ترین مدل سیستم های پیچیده واقعی مانند زلزله است که نیاز به شبیه سازیهای بسیار پیچیده و سنگین رایانه ای دارند، اما مزیت این مدل در این است که با منابع و مراکز محدود رایانه ای نیز می توان با آن کار کرد.بدین منظور حل عددی معادلات حرکت مدل فنر- قطعه با دینامیک چسبش- لغزش ارایه می شود.رفتار آماری و دینامیکی این مدل در رژیمهای مختلف و مقیاسهای گوناگون سرعت مطالعه می شود. مشخصه های چسبش - لغزش با بهره گیری از تحلیل آماری و دینامیکی داده ها بررسی می گردد.در اینجا تاکید عمدتاً بر رژیم سرعتهای خیلی کم و خیلی زیاد استوار است.نشان داده می شود که وقتی از رژیم سرعت کم به ناحیه متوسط و سپس به ناحیه سرعت زیاد می رویم تغییر واضحی در توزیع نیروی لغزش ایجاد می شود.این تغییر رفتار وابسته به توزیع گاوسی در ناحیه سرعت کم به رفتار از نوع شکل 8 در سرعت متوسط و به توزیع وارون- گاوسی در سرعت زیاد است.سرانجام،نشان داده می شود که تبدیل فوریه نوسانهای نیروی فنر به خوبی بر حسب رژیم 1/f توصیف می شود.

سرعت های امواج تراکمی و برشی در سه جهت متعامد در نمونه های سنگی مکعبی شکل از سه گروه مختلف سنگی در هر دو حالت خشک و اشباع تحت فشار تک محوری کم اندازه گیری شده است.این سه گروه شامل هفت نمونه سنگ گرانیت از منطقه بندر عباس، شش نمونه ماسه سنگ از منطقه چابهار و پانزده نمونه آندزیت ازمنطقه ارومیه می باشند.سه ضریب بدون بعد ناهمسانگردی تامسن، برای هر یک از نمونه ها محاسبه گردیده است.این محاسبات نشان می دهد که نمونه های سنگی فوق از فرض ناهمسانگردی بیضوی در هر دو حالت خشک و اشباع پیروی می کنند. در ضمن برای هر سه گروه سنگی، بررسی ضرایب کشسانی، ضرایب یانگ،نسبتهای پواسون و مدول بالک در هر دو حالت خشک و اشباع نشان می دهد که مقدار این کمیتها در حالت اشباع بیشتر از حالت خشک می باشند.

در مقاله حاضر پس از تهیه لیست مشخصات زلزله ها، ضرایب لرزه خیزی  aوb  برای منطقه البرز مرکزی به بیشینه درست نمایی ویچرت محاسبه شده اند. نقشه های خطر لرزه ای به صورت شتاب بیشینه زمین بر حسب g برای احتمال وقوع 10 درصد در 50 سال و 64درصد در 50 سال به ترتیب معادل دوره های بازگشت 475 و 50 سال ارایه شده اند. مقادیر فوق برای محدوده °48.5 و °54.5 طول شرقی و °34.5 تا °37.5 درجه عرض شمالی برآورد شده اند که بیشینه آنها برابر 0.53 g و 0.19 g به ترتیب برای دوره های بازگشت فوق می باشند. به دلیل کمبود داده ها با عدم یقین همراه می باشند. نتایج حاصل از این بررسی لزوم برآورد کمیت آهنگ لغزش را برای گسلها جهت مطالعات دقیق تر در آینده آشکار می سازد.

پدیده مورد مطالعه در تاریخ بیست فوریه1997 (30 بهمن 1375) رخ داده و چرخه زندگی آن ده روز بوده است. با محاسبه کمیتهای تاوایی نسبی، مطلق و پتانسیلی و نیز سرعت قائم بر روی این سیستم، کوشش می شود الگویی برای اینگونه پدیده ها ارایه می شود. داده های لازم به کمک نقشه های موجود در سطوح مختلف برای یک شبکه 15×19 نقطه ای در منطقه خاورمیانه محاسبه شده است. از محاسبه کمیتهای مورد نظر و رسم نقشه های مربوط، بررسی چرخه زندگی این کم فشار بریده و تفسیر نقشه های بدست آمده چنین بر می آید که کم فشار بریده مورد مطالعه از نوع قطبی است؛ حرکت سیستم با توجه به شیو پربند های ژئوپتانسیل رو به شرق و شمال شرق است؛ و فرارفت تاوایی مطلق در جنوب و جنوب غرب باعث تقویت و چرخش آن می شود.

ضریب رسانش گرمایی یک عامل بسیار متغییر وابسته به خواص و ساختار سنگها و بسیار مهم برای اندازه گیری شار گرمای زمین محسوب می شود. در این مقاله با معرفی یک دستگاه دو میله که بر اساس شار گرمایی معلوم در یک نمونه سنگ به صورت ماناکار می کند، ضریب رسانش گرمایی چند نمونه سنگ از مکانهای مختلف ایران اندازه گیری شده و با مقادیر گزارش شده توسط افراد دیگر مقایسه و بحث می شود. دستگاه مذکور که توسط امکانات موجود طراحی و ساخته شده، با یک نمونه استاندارد آزمایش شده و خطایی حدود یک درصد دارد. دستگاه توسط یک کامپیوتر کنترل می شود و تقریباً به طور خودکار ضرایب و مقادیر مورد نیاز به ویژه ضریب رسانش گرمایی را می دهد. نحوه تهیه و جاگذاری نمونه سنگ در دستگاه بسیار مهم است و خطای دستگاه می تواند به آن وابسته باشد و خطای یک درصد ذکر شده مربوط به زمانی است که این کار بدرستی انجام شده باشد. با استفاده از ضریب رسانش گرمایی اندازه گیری شده و شیو زمین گرمایی چند منطقه در ایران، مقدار شار زمین گرمایی این مناطق تخمین زده شده است که بر اساس این داده ها، به طور متوسط، از حدود 45 تا mW/m2 70 متغیر است.

این مطالعه به منظور ارایه مدلی ساده برای ساختار سرعتی پوسته در منطقه تهران انجام شده است. هدف این مطالعه بکارگیری نتایج آن به عنوان مدل اولیه در توموگرافی لرزه ای سه بعدی بروش وارون همزمان، برای بررسی دقیق تر ساختار سرعتی پوسته منطقه بوده است. در این مطالعه لرزه نگاشتهای زلزله های ثبت شده در شبکه لرزه نگاری رقمی تهران، درباره زمانی دی ماه 1376 تا تیر ماه 1378 (ژانویه 1997 تا ژوئن 1999) مورد استفاده قرار گرفته است. برای تهیه منحنی های زمان - مسافت، لازم بود که زلزله ها و ایستگاهها در یک امتداد باشند. بدین منظور پنج مسیری که دارای شرایط فوق بودند انتخاب شده و زمینلرزه های واقع بر این مسیر ها از بین کل داده ها (حدود 2900 زلزله) جدا شد که شامل 454 زلزله با  mb≥2.0بود. با رسم منحنی های زمان - مسافت زلزله ها برای هر کدام از مسیر های مذکور، دو لایه مشخص در پوسته منطقه مشاهده شد و سرعت انتشار امواجP و S و عمق تقریبی لایه ها به دست آمد. سپس با تدوین یک برنامه رایانه ای، اولین رسید های امواج مستقیم و شکست مرزی طی یک فرایند مدلسازی مستقیم (Forward modelling) محاسبه، و مقاذیر سرعتها و عمقها و همچنین مختصات مکانی و زمانی زلزله ها تعدیل شده و مدل نهایی بدست آمد. در این فرایند در زلزله هایی با mb≥4.0 استفاده شد.لازم به توضیح است که خطای RMS در تعیین زمان سیر )یا به عبارتی محل وقوع زلزله) کلیه زلزله های مورد استفاده در محل فوق، کمتر از 0.09 ثانیه بوده است. براساس مدل مذکور سرعت موجP  در پوسته بالایی 6.05، در پوسته زیرین 7.01 و در جبه بالایی 8.40 کیلومتر بر ثانیه، و سرعت تقریبی موج S در پوسته زیرین و جبه بالایی به ترتیب 3.90 و 5.20 کیلومتر بر ثانیه می باشد. عمق ناپیوستگی های کنراد و موهو نیز به ترتیب 16 و 46 کیلومتر تعیین شد.

مگر ماده رسانایی در یک میدان مغناطیسی قرار گیرد، در آن جریانهای الکتریکی به جریانهای ادی معروفند القا می شود و در مسیرهای بسته ای جاری می شوند. این جریان ها به نوبه خود تولید یک مغناطیسی ثانویه می کنند. بنابراین در هر نقطه از فضای اطراف هادی، میدان کلی ترکیبی مغناطیسی از دو میدان مغناطیسی اولیه و ثانویه است. به طور کلی نتیجه این ترکیب یک میدان مغناطیسی است که بیضی وار قطبیده شده است.در روش VLF میدان اولیه توسط آنتن هایی که امواج الکترومغناطیسی با بسامد 5 تا 30 کیلوهرتز منتشر می کنند به وجود می آید. این امواج بصورت دوایر متحدالمرکزی افقی در اطراف آنتن پراکنده می شوند و در محل اندازه گیری بصورت یکنواخت فرض می شوند. اساس روش VLF اندازه گیری و تجزیه و تحلیل میدان مغناطیسی کلی حاصل از ترکیب میدان اولیه و میدان ثانویه بوجود آمده به وسیله یک هادی است. در این مقاله کشف کانسار هادی با روش الکترومغناطیسی  VLFمورد بررسی قرار گرفته است. منطقه مورد مطالعه، کانسار مس قلعه زری در فاصله 180 کیلومتری جنوب استان بیرجند می باشد. در تابستان 1374 اندازه گیری بر روی 21 پروفیل در امتداد شرقی- غربی انجام گرفته و با استفاده از روشهای متداول تفسیر شده اند. نتایج به دست آمده در مورد موقعیت رگه، عمق و ضخامت آن با استفاده از اطلاعات زمین شناسی و مطالعات ژئوفیزیکی IP و مقاومت ویژه تایید شده اند. احتمال تشخیص گسلهای سطحی با این روش نیز بررسی و کمک مطالعات زمین شناسی و بررسی منطقه دو گسل پیشنهاد شده است.

این تحقیق به منظور یافتن ارتباط بین ضریب مغناطیس پذیری و ناهمسانگردی آن با ساختار سنگ و زمین شناسی منطقه وکرنش حاکم بر منطقه و همچنین روابط بین آنها صورت گرفته است. برای این منظور، ساختار مغناطیسی نمونه های مختلف از 6 محل در آبراهه شمالی امام زاده علی واقع در بین جاده رینه و جاده اصلی تهران- آمل در فاصله 75 کیلومتری شمال شرق تهران، اندازه گیری و محاسبه شد. این کار به روش جدید اندازه گیری ضریب مغناطیس پذیری و ناهمسانگردی آن انجام شد که مبتنی بر تنسور های مرتبه دومی است که برای بیضوی ضریب مغناطیس پذیری و ناهمسانگردی آن تعریف شده است. نتایج حاصل از اندازه گیریها با سایر تحقیقات مقایسه و معلوم شد که اندازه گیری ضریب مغناطیس پذیری سریع تر و راحت تر از روش های زمینساختی،جنبه ساختاری منطقه را مشخص می کند. مخصوصا چون بیضوی مغناطیس پذیری با بیضوی کرنش تطابق دارد می توان حاکم بر منطقه را تعیین نمود، در صورتی که روشهای برآورد مستقیم بیضوی کرنش خیلی سخت و طولانی است.

رکورد های حاصل از برداشت لرزه ای بازتابی معمولا دارای نوفه های لرزه ای همدوسی هستند که توسط چشمه انرژی لرزه ای تولید می شوند. امواج هوا و امواج سطحی از جمله این نوفه ها می باشند. حذف نوفه های لرزه ای همدوس از رکورد های لرزه ای بازتابی بعنوان یکی از مراحل مهم پردازش به شمار می آید. در مطالعات لرزه نگاری سه بعدی مه در مقیاس پروژه های مهندسی برداشت می شوند (Engineering Scale 3-D Seismic Surveys) حذف این نوفه ها روشهای کارآمدی را می طلبد. زیرا در این نوع برداشتها فاصله نمونه برداری در حیطه مکان یکنواخت نبوده و همپوشانی قابل ملاحظه بین طیف بسامدی نوفه های همدوس و انرژی لرزه ای بازتابیده شده وجود دارد. در این مطالعه کارایی تبدیل (K-L) Karhunen-Loeve  برای حذف امواج هوا از رکورد های لرزه ای سه بعدی در مقیاس مهندسی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان می دهد که تبدیل K-Lقادر است نوفه های لرزه همدوس را بصورت بهینه ای در رکورد های لرزه ای (با وجود عدم یکنواختی فاصله نمونه برداری لرزه ای در حیطه مکان و همپوشانی طیف دامنه ها) از سایر انرژی های لرزه ای همدوس و یا غیر همدوس تفکیک نماید.

راه اندازی یخ در ابر از مهمترین زمینه های پژوهش های هواشناسی در خلال 50 سال گذشته بوده است که مورد توجه مخصوصا دانشمندان تعدیل ابر می باشد.با وجود اینکه موفقیتهای زیادی در این زمینه ها به دست آمده هنوز ابهامات بسیاری در مورد فرایند های هسته بندی وجود دارد.یکی از مهم ترین منابع تولید یخ در ابر، فرایند تکثیر یخ هالت- موساپ (H-M) می باشد. در این پژوهش فرایند(H-M) در دمای سطح برفک نسبتا ثابت (Ts≈-5°C) و آب محتوای ابر (LWC≈0.93 gm-3) در گسترده وسیع تری از سرعت های بالارو، یعنی از1.5-12 ms-1  با دستگاه میله چرخان با شعاع های15-25 cm در یک اطاقک سرد تولید ابر مطالعه شده است.آزمایش های انجام شده با تایید نتایج محققین گذشته (هالت و موساپ 1974و موساپ 1985)، یک بیشینه فرعی در حدود 35 تا40 خرده یخ بر میلی گرم برفک را در سرعت بالاور3 ms-1  نشان می دهد.افزون بر این برای اولین بار در دنیا،یک بیشینه فرهنگ آهنگ تولید یخ خرده با 60 تا70 خرده یخ بر میلی گرم برفک در سرعت بالاور6 ms-1  ثبت شده که احتمالا به دلیل دو اثر تغییر بافت برفک از شکل پر به دانه ذرت و فرایند شکافته شدن پوسته یخی می باشد. در این مطالعات همچنین مشخص شده است که در یک سرعت باروری ثابت،تغییر شتاب چرخشی اثر قابل ملاحظه ای بر تولید خرده یخ ندارد.

مطالعات آزمایشگاهی برای شناخت خواص الکتریکی نمونه های سنگی خصوصا تعیین کمیتهای مورد نظر در روش IPاز اهمییت ویژه ای در اکتشافات معدنی برخوردار می باشند.روش ژئوفیزیکی IP حاصل از کانی سازی های توده ای افشان با توجه به مقادیر اندازه گیری شده IP به روش های معمول میسر نمی باشد. این تحقیق بر اثر اندازه گیری های آزمایشگاهی قابلیت قطبی شدن ظاهری در سه جهت عمود بر یکدیگر (A,B,C) انجام گرفته و سپس مقادیر میانگین قطبی شدن ظاهری در زمان های مختلف پس از قطع جریان برق بر روی نمونه های سنگی مربوط کانسار مس تکنار محاسبه شده است.در نتیجه عملیات مدلی ارایه می شود که بر اساس آن با اندازه گیری مقادیر قابلیت قطبی شدن ظاهری و سپس محاسبه میانگین آنها در دو زمان زود و دیر پس از قطع جریان مثلا یکی 17ثانیه و دیگری 0.5 ثانیه و نیز محاسبه نسبت η̅17/η̅0.5 می توان ناهنجاری های حاصل از کانی سازی های مذکور را از یکدیگر تفکیک نمود.بطوریکه این نسبت در کانی  سازی توده ای به مراتب بزرگتر از نمونه های با کانی سازی افشان می باشد و از این نتیجه می توان در اکتشافات معدنی استفاده نمود. لازم به ذکر است که میانگین قابلیت قطبی شدن ظاهری در نیم ثانیه پس از قطع جریان برای نمونه با کانی  سازی توده ای و افشان دارای مقادیر نسبتا زیاد و تقریبا نزدیک به یکدیگر می باشد و لذا اگر فقط η̅0.5 اندازه گیری شود به هیچ وجه نمی توان تفکیکی بین ناهنجاریهای قابلیت قطبی شدن ظاهری از حیث نوع کانی سازی قایل شد.