عناوین پایان نامه‌های دکترا
رشته ژئوفیزیک- زلزله شناسی
دوره سوم سال تحصیلی ۱۳۸۴-۱۳۸۳
شبیر اشکپور مطلق
برآورد نسبی دگرشکلی حاصل از زمینلرزه های بزرگ شرق ایران با استفاده از داده های دور لرزه ای و منطقه ای

مطالعه دگرشکلی(deformation) یک منطقه با استفاده از پارامترهای مختلف و نیز روشهای متفاوت امکان پذیر است. در برخی از این روشها نظیر استفاده از تلسکوپهای نوری و لیزری در تعیین تغییر اختلاف تراز دونقطه از سطح زمین و یا تغییر در اختلاف فاصله دو نقطه معین از یک نقطه معلوم (ایستگاه) و نیز تغییر در زاویه بین خطوط واصل دو نقطه مذکور تا ایستگاه، سیستم تعیین موقعیت جهانی با کمک ماهواره (GPS)، و تداخل سنجی راه دور(VLBI)، مستقیما پارامتر مرتبط با دگرشکلی اندازه گیری می شود، در حالیکه در روشهای دیگری همچون روشهای زمین شناسی، دگرشکلی را با توجه به تغییر شکل جسمی با هندسه معین و تعریف شده، تعیین می کنند. محاسبه استرین لرزه ای که با استفاده از انرژی آزاد شده به هنگام وقوع زمینلرزه ها صورت می گیرد، از جمله روشهای غیر مستقیم در بررسی دگرشکلی محسوب می شود. هدف اصلی این پروژه، تحلیل دگرشکلی با استفاده از محاسبه استرین لرزه ای زمینلرزه هایی است که پیرامون دشت لوت واقع در شرق ایران روی داده اند. به لحاظ اینکه در محاسبه تانسور استرین لرزه ای نیاز به داشتن اطلاعات مربوط به حل مکانیزم کانونی و همچنین گشتاور لرزه ای هر یک از رویدادهاست، کار انجام شده دارای چند بخش به این شرح است: ۱) برآورد مکانیزم کانونی و گشتاور لرزه ای زمینلرزه های تاریخی. ۲) مدل سازی شکل موج رویدادهای دستگاهی به منظور برآورد پارامترهای چشمه با استفاده از داده های ثبت شده در ایستگاههای راه دور. ۳) استخراج طیف دامنه جابجایی داده های لرزه ای راه دور و منطقه ای. ۴) محاسبه استرین لرزه ای مجموعه رویدادهای تاریخی و دستگاهی
یکی از روشهای مطالعه رژیم لرزه زمینساختی حاکم بر پوسته زمین، بررسی دگرشکلی حاصل از تنشهای زمینساختی است که ممکن است به صورت آرام و خزشی نظیر آنچه که در ناحیه زاگزس رخ می دهد ظاهر شود و یا به صورت ناپیوسته ولی با آهنگ بالا و در هنگام وقوع زمینلرزه ها نظیر آنچه که در شرق مرکزی ( اطراف دشت لوت) اتفاق می افتد. در این پروژه با استفاده از پارامترهای منابع زمینلرزه های بزرگی که در شرق مرکزی ایران روی داده اند، تانسور استرین لرزه ای در ده منطقه زلزله خیز پیرامون دشت لوت محاسبه و در تفسیر دگر شکلی محلی این بخش از ایران به کار گرفته شد. بانک داده ها مشتمل بر داده های تاریخی از سال ۷۳۴ میلادی و دستگاهی است. به منظور استخراج پارامترهای منابع زمینلرزه ها، علاوه بر کاتالوگهای تاریخی، از داده های دستگاهی سال ۱۹۹۴ به بعد که داده های رقومی دور لرزه ای آنها در دسترس است و درمدلسازی شکل موج و استخراج طیف دامنه جابجایی(طیف چشمه) رویدادها استفاده شده است. برای هر یک از زونهای ده گانه انتخاب شده، تانسور استرین لرزه ای متقارن و نامتقارن و همچنین برای نخستین بار تانسور نرمال شده استرین لرزه ای محاسبه و مور تفسیر قرار گرفت. نتایج این پروژه گویای تجمع استرین در پایانه گسلهای بنیادی منطقه نظیر انتهای گسل گوک، نایبند، زاهدان، نصرت آباد، و پیشانی دشت لوت در شمال می باشد. علاوه بر این، در بیشتر زونها به طور محلی یک چرخش راستگرد مشاهده می شود که این پدیده در دشت بیاض بیشتر از سایر زونها دیده میشود. از دیگر نتایج این تحقیق نقش دشت لوت در تغییر روند جهتی محور استرین اصلی (تراکمی) در این ناحیه در مقایسه با سایر نقاط فلات ایران است به طوریکه چرخش قابل ملاحظه ای در جهت ساعتگرد دیده می شود و موید نقش هندسه بلوکها در دگرشکلی یک منطقه است. مقایسه ها نشان می دهند که بین نوع و جهت دگرشکلی لرزه ای برآورد شده در این تحقیق با داده های GPS که توسط محققین مختلف اندازه گیری شده است همخوانی قابل قبولی وجود دارد که می تواند نتیجه گرفت که در بررسی های تاریخی و یا عصر حاضر دگرشکلی که داده های GPS در دسترس نیست داده های لرزه ای در این زمینه مفید واقع می شوند.

مجید معهود
مطالعه کاهندگی امواج کدا، حجمی و ارائه رابطه کاهندگی طیفی نیمه تجربی-تئوری برای شرق ایران مرکزی

علم زلزله شناسی به کمک مطالعه نگاشتهای ثبت شده حاصل از امواج زمین لرزه، نقش مهمی در شناسایی وضعیت و ترکیبات داخل زمین که امواج زمین لرزه از داخل آن عبور می‌کنند، ایفا می کند.
مطالعه کاهندگی امواج زمین لرزه به عنوان یکی از راههای شناسایی ویژگیهای لرزه شناسی دریک منطقه شناخته می شود. کاهندگی امواج زمین لرزه با پارامتر بدون بعد Q، فاکتورکیفیت، شناسایی می گردد که مستقیماً به کاهش انرژی کشسانی هنگامی که موج درون محیط گسترش می یابد، مربوط می شود و از روی کاهش دامنه امواج زمین لرزه با زمان برآورد می‌گردد. برآوردهای پارامتر کاهندگی از طریق مطالعه و بررسی امواج P برای محاسبه Qp ، امواج S برای محاسبهQs ، امواج کدا برای محاسبه Qc و نیز امواج سطحی برای محاسبه QSur انجام می پذیرد. در رساله حاضر پارامتر کیفیت با استفاده از امواج P، S و امواج کدا بدست آمده است.
باتوجه به لرزه‌خیزی منطقه شرق ایران مرکزی و رویداد زمین‌لرزه‌های مهمی همچون بم وجیرفت و زرند درسالهای اخیر، مطالعه وشناخت دقیقتر پارامترهای جنبش نیرومند زمین امری ضروری به نظرمی‌رسد. هدف از انجام این رساله، بررسی وپردازش نگاشتهای ثبت شده درمنطقه، مطالعه کاهندگی امواج لرزه‌ای ( QpوQs وQc ) و ارائه رابطه کاهندگی نیمه تجربی- تئوری برای اولین بار درایران و برای ناحیه شرق ایران مرکزی می باشد.
سه سری اطلاعات برای مطالعه و بررسی کاهندگی امواج زمین لرزه در منطقه شرق ایران مرکزی استفاده شده است: i) لرزه نگاشتهای ثبت شده توسط شبکه های لرزه نگاری موقت پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی ومهندسی زلزله. i i) شتابنگاشتهای ثبت شده در منطقه توسط شبکه شتابنگاری کشوری. i i i ) شبیه سازی تاریخچه زمانی جنبش نیرومند زمین با استفاده از پارامترهای زلزله شناسی منطقه درفواصل و بزرگاهای موردنظر.
برای برآورد Qc امواج کدای مشاهده شده روی لرزه نگاشتها و شتابنگاشتها ی ثبت شده در منطقه از روش Single Back Scattering استفاده شده است. بدین منظور، از تعداد۹۷ زمین لرزه محلی ثبت شده در ۳۹ ایستگاه لرزه نگاری و ۶۶ ایستگاه شتابنگاری استفاده شده است. به منظور بررسی وابستگی فرکانسی کاهندگی امواج کدا با مطالعه نگاشتهای ثبت شده که در هفت باند فرکانسی فیلتر شده اند، روابط فرکانسی برای سه ناحیه جیرفت، زرند، بم و کل منطقه شرق ایران مرکزی بدست آمده است :
Qc= (101±۶) f (0.94±۰٫۱۱) برای کل منطقه شرق ایران مرکزی

همچنین جهت بررسی وابستگی مقادیر Qc به زمان سپری شده (Lapse Time) به منظور مطالعه تغییرات Qc با عمق، مقادیر Qc برای زمانهای سپری شده متفاوت با پنجره های زمانی۲۰، ۳۰، ۴۰، ۵۰ و۶۰ ثانیه برآورد شده است. این محاسبات نشان می دهد که Qc تابعی از طول پنجره زمانی سپری شده بوده و با افزایش زمان سپری شده این مقادیر هم افزایش می یابند. افزایش زمان سپری شده که نشانه ای از عبور امواج از اعماق بیشتر زمین می باشد، بیانگر این مطلب است که با افزایش عمق از مقدار ناهمگنیهای موجود در پوسته زمین کاسته می شود. نتایج بدست آمده با نتایج حاصله از دیگرنواحی لرزه خیز مقایسه گردیده است. مقایسه خصوصیات کاهندگی مشاهده شده در منطقه شرق ایران مرکزی نشان می دهدکه ناحیه بم دارای ناهمگنی بیشتری در مقایسه با نواحی زرند و جیرفت می باشد.
برای برآورد Qp و Qs لرزه نگاشتهای زمین لرزه های محلی مورد استفاده قرار گرفتند و از روش نرمالایز کدای بسط یافته (Extended Coda-Normalization Method)، استفاده شده است. دراین روش از کاهش ماکزیمم دامنه امواج P و S با فاصله کانونی که توسط امواج کدا نرمالایز می شوند، استفاده شده است. برای برآورد ضریب کیفیت امواج حجمی از تعداد۵۳ زمین لرزه محلی ثبت شده در ۳۹ ایستگاه لرزه نگاری استفاده شده است. به منظور بررسی وابستگی فرکانسی کاهندگی امواج حجمی P و S با مطالعه نگاشتهای ثبت شده که در پنج باند فرکانسی فیلتر شده اند، روابط فرکانسی برای سه ناحیه جیرفت، زرند، بم و کل منطقه شرق ایران مرکزی ارائه شده است :
Qp-1 = (25±۳)۱۰-۳ f (-0.99±۰٫۰۴) Qs-1 = (19±۲)۱۰-۳ f (-1.02±۰٫۰۶) برای کل منطقه شرق ایران مرکزی

مقادیر بدست آمده Q در فرکانسهای مختلف نشان می دهند که این پارامتر به فرکانس وابسته و مقادیر آن با افزایش فرکانس، افزایش می یابند. پارامترهای Q و n می توانند به عنوان پارامترهای تکتونیکی منطقه شناخته شوند، بطوریکه مناطق بافعالیت بالای لرزه ای دارای مقادیر کم Q و مقادیر بالای n می باشند. مناطق آرام لرزه ای دارای مقادیر بالاتر Q وکمتر n در مقایسه بامناطق فعال لرزه ای می باشند.
مقادیر Q و روابط فرکانسی بدست آمده نشان می دهد که این ناحیه جزء مناطق با ناهمگنی بالا و نیز فعالیت تکتونیکی بالا می باشد. نتایج بدست آمده همچنین بیانگر این مطلب هستند که کاهندگی در بم در مقایسه با زرند و جیرفت بالاتر است چنانکه آثار خرابیهای زمین لرزه های ۲۰۰۳ بم و ۲۰۰۴ داهوئیه زرند موید این نکته می باشند.
با توجه به مطالعه Q درشرق ایران مرکزی، هدف نهایی این رساله ارائه یک رابطه کاهندگی مناسب و کاربردی برای منطقه شرق ایران مرکزی براساس ویژگیهای منطقه می باشد. در این قسمت براساس مدل کاتوره ای گسل محدود روابط جدیدی برای کاهندگی و برآورد جنبش نیرومند زمین در شرق ایران مرکزی ارائه شده است. سازگاری روابط کاهندگی که برای توصیف جنبش های نیرومند زمین بر اثر رویداد زمین لرزه ها بسط داده شده اند، به شدت وابسته به داده های پایه و بانک داده های جامع شامل اطلاعات زمین لرزه های ثبت شده با بازه بزرگای گسترده در فواصل مطلوب می باشد. از دیدگاه آماری، کار مهم و اساسی در تهیه مجموعه داده های پایه قوی و قابل اعتماد جمع آوری داده های شتابنگاشتی مطمئن است. به منظور تکمیل بانک داده‌ها برای بزرگا و فواصلی که اطلاعاتی درمورد آنها وجود ندارد، به کمک پارامترها و خصوصیات شناسایی شده زمین لرزه های منطقه، اقدام به شبیه سازی نگاشتهای مورد نیاز شده است. برای مشاهده و بدست آوردن جنبشهای نیرومند زمین در فواصل و بزرگاهای دلخواه، با استفاده از نگاشتهای ثبت شده و موجود در منطقه و نگاشتهای شبیه سازی شده و تئوری، برای اولین بار رابطه کاهندگی نیمه تجربی- تئوری برای منطقه ارائه شده است. این روابط کاهندگی طیفی ارائه شده برای ۱۴پریود ۰ تا ۵ ثانیه و برای زمین لرزه های کم عمق و بزرگاهای ۵ تا ۵/۷ =Mw و فاصله تا تصویر سطحی گسل (rjb) 100 کیلومتر در منطقه شرق ایران مرکزی قابل کاربرد می باشد. این روابط براساس رگرسیون دو مرحله ای بر روی ۱۲۰۰ لرزه نگاشت مصنوعی (شبیه سازی شده) و ۱۳۷ نگاشت زمین لرزه های ثبت شده که در این منطقه روی داده اند حاصل شده است. رابطه ارائه شده برای برآورد پارامترهای جنبش نیرومند زمین، تحلیل خطر زمین لرزه، مقاوم سازی و طراحی سازه ها در ناحیه شرق ایران مرکزی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد.

اصغر آزادی
توسعه و بهبود سامانه ارسال و دریافت رقمی چشمه الکتریک پایدار به نوفه در شناسایی ساختارهای گسلی پنهان و عمیق

یکی از راههای تعیین هندسه گسلها استفاده از روشهای ژئوفیزیکی می باشد. با تلفیق نتایج روشهای ژئوفیزیکی و اطلاعات لرزه زمین ساختی و زمین شناسی می توان توان لرزه زایی گسلها را مورد ارزیابی قرار داد. از میان روشهای ژئوفیزیکی، ژئوالکتریک نسبت به دیگر روشها ارزانتر و در عین حال دارای تنوع بیشتری در آرایش برداشت می باشد. هدف از این رساله توسعه و بهبود روش ژئوالکتریک جهت تعیین هندسه گسلها مخصوصا گسلهای پوشیده می باشد.
از نظر اجرایی این رساله شامل سه مرحله می باشد؛ مرحله اول ساخت و طراحی فرستنده و گیرنده جریان الکتریکی، مرحله دوم مطالعه نوفه های الکتریکی و روشهای پردازش و مرحله سوم استفاده از این تکنیک به صورت موردی بر روی سه گسل مهم در نقاط مختلف کشور و مقایسه و تلفیق این تکنیک با دیگر روشهای ژئوفیزیکی می باشد.
دستگاههای موجود در بازار مناسب این پژو هش نمی باشد. پس از بررسی های لازم و احتیاجات پژوهش سیستم مورد نیاز طراحی گردید و با سازندگان داخلی برای ساخت آنها اقدام گردید. سیستم مورد نیاز شامل دو بخش فرستنده پر قدرت جریان الکتریکی و گیرنده پتانسیل الکتریکی می باشد.
برای ساخت فرستنده دو سیستم خازنی با ولتاژ تقریبا ثابت و سیستم ترانسفورماتور ولتاژ متغیر طراحی گردید و پس از مراحل مختلف آزمایش در کارگاه و صحرا مورد استفاده قرار گرفت.
برای ساخت سیستم گیرنده دیتالاگرهای مختلف مورد آزمایش قرار گرفت و با افزودن مدارهای مورد نیاز تکمیل گردید. برداشت داده با دستگاه دیتالاگر و سیستم چند الکترودی کیفیت سیگنالهای برداشت شده افزایش داده شده است و امکان مطالعه عمق های بیشتر فراهم گردید.
جهت آشنایی با انواع نوفه های الکتریک در مناطق مختلف کشور مانند شهر تهران، بوشهر، مشهد و جزیره قشم نوفه ها الکتریکی برداشت و مورد پردازش قرار گرفته است. این نوفه به انواع مختلف دسته بندی گردیده و روشهای حذف و کاهش اثر آنها مورد بررسی قرار گرفته است.
این تکنیک بر روی سه گسل مهم کشور (کهریزک در جنوب تهران، توس در شمال مشهد و جیجان در جزیره قشم ) به صورت عملی مورد آزمایش قرار گرفت و به همراه این روش سایر روشهای ژئوفیزیکی مورد استفاده قرار گرفت و نتایج بدست آمده با هم مقایسه و تلفیق شدند.
نتایج حاصل از این رساله نشان می دهد که روش ژئوالکتریک با توجه به تنوع در آرایش و ارزانی آن می تواند مورد توجه ویژه قرار گیرد و کمک مهمی در تعیین هندسه گسلها مخصوصا گسلهای پوشیده در مناطق مسکونی باشد. هم چنین نتایج حاصل از این رساله می تواند کمک مهمی به اندازه گیری های ژئوالکتریکی در پیش بینی زلزله در مطالعات آتی به عنوان پیش نشانگرها دانست.