Καμπύλες χρόνων διαδρομής και δομή του φλοιού στον νότιο βαλκανικό χώρο

Abstract

It is well known that most of the information concerning the structure of the earth's interior is based on data concerning travel times of strong earthquakes. These data, however, are not accurate enough for accurate determination of the structure of the earth's crust. This is the reason , why information concerning the travel times of elastic waves produced by time and space controlled explosions are used for such studies. However, these explosions are very expensive and for this reason this method can be used for a limited number of cases.In the present dissertation, a method which has both advantages, it is accurate and it is not expensive, is applied to determine travel times curves and to further investigate the crustal structure in the Southern Balkan region.This method is based on the accurately determined, by portable seismographs, focal coordinates and origin times of twenty two (22) earthquakes of the Thessaloniki 1978 seismic sequence and on eight (8) earthquakes of the Alkionides gulf 1981 seismic sequence as well as on the arrival times of the Pg and Pn waves at the permanent seismological stations of the Balkan region.Travel time curves of Pg and Pn waves has been constructed . The velocity of the compressional waves in the granitic layer was found equal to 6.0 km/sec, while the velocity of these waves immediately under the earth's crust (ΜΟΗΟ discontinuity) was found equal to 7.9 km/sec.Accurate time residuals of Pn waves for all permanent stations in the Balkan area have been calculated. These residuals are large (positive) for the western part of the area (Western Albania, Western Greece) where the crust is thick (42 km) and small for the central eastern part of the area (Aegean and surrounding regions) where the crust is thin ( 31 km ). The correction of the arrival times of Pn waves in the permanent seismological stations of the Balkan area by these residuals contribute much to the improvement of the accuracy of the focal coordinates of the earthquakes in this region.The travel times of Pn waves show that the crust along a zone which is associated with the northern Aegean trough and the Marmara Sea is probably slightly thinner than the rest of the crust in the Aegean and surrounding area.

Η συγκεκριμένη διδακτορική διατριβή αποτέλεσε μέρος ενός ευρύτερου προγράμματος του Εργαστηρίου Γεωφυσικής του Τμήματος Γεωλογίας του ΑΠΘ, το οποίο είχε ώς στόχο τον ακριβέστερο καθορισμό των σεισμικών εστιών στο νότιο βαλκανικό χώρο και την καλύτερη γνώση των ιδιοτήτων του φλοιού και του ανώτερου μανδύα στον χώρο αυτό.Στο 1ο κεφάλαιο, που αποτελεί την εισαγωγή, δίνονται οι βασικοί ορισμοί και επεξηγούνται οι ουσιαστικότερες έννοιες που σχετίζονται με το αντικείμενο της διατριβής. Στο ίδιο κεφάλαιο γίνεται μια εμπεριστατωμένη ανασκόπηση της ερευνητικής δουλειάς που είχε γίνει στην Ευρώπη πάνω στο θέμα της δομής του φλοιού της Γης. Γινεται, επίσης, στο κεφάλαιο αυτό, σύντομη ανασκόπηση της ερευνητικής δουλειάς που είχε γίνει μέχρι τότε στο πρόβλημα της δομής του φλοιού στο νότιο Βαλκανικό χώρο.Στο 2ο κεφάλαιο, αναπτύσσεται λεπτομερώς η μεθοδολογία που εφαρμόζεται για τη συμβολή στην καλύτερη κατανόηση της δομής του φλοιού της Γης στην υπο μελέτη περιοχή και δίνονται όλα τα απαραίτητα στοιχεία που αφορούν τα πρωτότυπα δεδομένα παρατήρησης απο φορητά και μόνιμα δίκτυα σεισμολογικών σταθμών, που κατέγραψαν 2 μεγάλες μετασεισμικές ακολουθίες του Ελληνικού χώρου και που χρησιμοποιούνται στη διατριβή αυτή (Θεσσαλονίκης 1978 και Αλκυονίδων 1981).Στο 3ο κεφάλαιο, δίνονται τα αποτελέσματα της διατριβής που αφορούν τις καμπύλες χρόνων διαδρομής των επιμήκων κυμάτων, Pg, για επικεντρικές αποστάσεις μεταξύ 0 και 100km και των επιμήκων κυμάτων, Pn, για επικεντρικές αποστάσεις μεταξύ 180 και 1000km. Υπολογίστηκε η ταχύτητα των επιμήκων κυμάτων, Pg, του γρανιτικού στρώματος του φλοιού με τιμή ίση με 6,0 km/sec και η ταχύτητα των επιμήκων κυμάτων, Pn, αμέσως κάτω απο την ασυνέχεια ΜΟΗΟ στον ανώτερο μανδύα ίση με 7,9 km/secΣτο 4ο κεφάλαιο, δίνονται τα αποτελέσματα της διατριβής που αφορούν τα πάχη των στρωμάτων του φλοιού τόσο στο κεντρικό-ανατολικό τμήμα της περιοχής (Αιγαίο και γύρω περιοχές - πάχος φλοιού ίσο με 31 km) όσο και στο δυτικό μέρος της περιοχής (Διναρίδες-Ελληνίδες οροσειρές - πάχος φλοιού ίσο με 42 km). Επίσης υπολογίζονται με βάση τα δεδομένα αυτά οι καμπύλες χρόνων διαδρομής των Pg & Pn επιμήκων κυμάτων, οι ταχύτητες διάδοσης των Pg & Pn επιμήκων κυμάτων στο χώρο έρευνας και τέλος τα χρονικά υπόλοιπα (διορθώσεις χρόνων διαδρομής των Pn επιμήκων κυμάτων) τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν απο το μόνιμο σεισμολογικό δίκτυο σταθμών του ευρύτερου Βαλκανικού χώρου για την βελτίωση του υπολογισμού των παραμέτρων των σεισμικών εστιών στον χώρο αυτό.Τέλος στο 5ο κεφάλαιο της διατριβής συνοψίζονται τα αποτελέσματα και τα βασικά συμπεράσματά της.