Ε4203 - ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΟΥ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΥ ΤΗΣ ΓΗΣ

ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ

ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ:

Α. Παραδόσεις (Διαλέξεις) του μαθήματος

• Μέθοδοι αναγνώρισης φάσεων που διαδίδονται στο εσωτερικό της γης χρησιμοποιώντας σεισμολογικά δεδομένα τοπικών, περιφερειακών και τηλεσεισμικών αποστάσεων.
• Διάκριση ειδών φλοιού, ηπειρωτικού και ωκεάνιου, μέσω των ιδιοτήτων διάδοσης των σεισμικών κυμάτων.
• Μέθοδοι εντοπισμού βασικών ασυνεχειών του φλοιού, όπως Conrad και Moho.
• Ανάδειξη της δομής του φλοιού ο οποίος αποτελεί το εξωτερικό στρώμα της Γης και εκτείνεται από την επιφάνειά της μέχρι την ασυνέχεια Moho.
• Ανάδειξη της δομής του μανδύα ο οποίος εκτείνεται μέχρι την ασυνέχεια Gutenberg, διαχωρισμός σε ανώτερο και κατώτερο.
• Προσδιορισμός ασυνεχειών στον ανώτερο μανδύα μέσω εντοπισμού τριπλών και καυστικών σεισμικών φάσεων.
• Ανάδειξη της δομής του πυρήνα, ασυνέχεια Lehman, διαχωρισμός σε εξωτερικό και εσωτερικό.
• Εντοπισμός σκιερής ζώνης και αναγνώριση σεισμικών φάσεων οι οποίες διαδίδονται στον πυρήνα.
• Προσδιορισμός μοντέλων ταχυτήτων στο εσωτερικό της γης και χρόνων διαδρομής σε τοπική, περιφερειακή και παγκόσμια κλίμακα.
• Τομογραφία κυμάτων χώρου για τον προσδιορισμό τρισδιά­στατων μοντέλων ταχυτήτων.
• Σεισμική ανισοτροπία κυμάτων χώρου για τον εντοπισμό ασυνεχειών ανώτερου μανδύα
• Διάδοση επιφανειακών κυμάτων για τον εντοπισμό πολλα­πλών διαδρομών και φάσεων κυμάτων περιστροφής.
• Σκέδαση επιφανειακών κυμάτων, καμπύλες σκέδασης και αντιστροφή αυτών για τον υπολογισμό της ταχύτητας εγκαρ­σίων κυμάτων με το βάθος.
• Τομογραφία επιφανειακών κυμάτων για τον εντοπισμό ανω­μαλιών ομαδικής, φασικής ταχύτητας και ταχύτητας εγκαρ­σίων κυμάτων.

Β. Ασκήσεις Πράξης και Εργαστηριακές Ασκήσεις

ΜΕΡΟΣ Α΄:
Εφαρμογές νόμου του Snell, υπολογισμός κρίσιμης γωνίας, γωνίας ανάκλασης, γωνίας διάθλασης, ακτινικής παραμέτρου για κύματα P, SV και SH

ΜΕΡΟΣ Β΄:
Υπολογισμός επικεντρικών αποστάσεων, χρόνων άφιξης και ταχύτητας διάδοσης απευθείας, ανακλώμενων και διαθλώμενων κυμάτων χώρου και βάθους στρωμάτων, απεικόνιση τριπλών φάσεων

ΜΕΡΟΣ Γ΄:
Τροχιές παγκόσμιων επιφανειακών κυμάτων, υπολογισμός χρόνων άφιξης, καμπύλων χρόνου διαδρομής, φαινόμενη ταχύτητας διάδοσης κύριων αρμονικών κυμάτων Rayleigh.

ΜΕΡΟΣ Δ΄:
Yπολογισμός καμπύλων σκέδασης ομαδικής ταχύτητας κυμάτων Rayleigh με χρήση χρονομεταβλητών φίλτρων Gauss.

ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ και ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ:

Οργάνωση Διδασκαλίας:

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Η διαδικασία αξιολόγησης γίνεται στην ελληνική γλώσσα με τελική εξέταση στο σύνολο της ύλης και παρουσίαση ατομικής εργασίας σε συγκεκριμένη μεθοδολογία διερεύνησης της δομής του εσωτερικού της Γης και περιλαμβάνει:

Ι. ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ - ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ (50%)

• Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης και
• Ατομική Εργασία

ΙΙ. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ (50%)

• Επίλυση προβλημάτων κατά τη διάρκεια των ασκήσεων πράξης, παράδοση εργαστηριακών εργασιών
• Γραπτή εξέταση με Επίλυση Ασκήσεων και Προβλημάτων

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:

• Α. Τσελέντης, Γενική σεισμολογία, Τόμος Α, [Κωδ. ΕΥΔΟΞΟΣ: 59395397]
• Α. Τσελέντης, Σύγχρονη σεισμολογία, [Κωδ. ΕΥΔΟΞΟΣ: 9773]
• Β. Κ. Παπαζάχος, Γ.Φ. Καρακαΐσης, Π. Μ. Χατζηδημητρίου, Εισαγωγή στη σεισμολογία, [Κωδ. ΕΥΔΟΞΟΣ: 11254]
• Bourova, E., Kassaras, I., Pedersen, H.Α., Yanovskaya, T., Hatzfeld, D. & Kiratzi, A., 2005. Constraints on absolute S velocities beneath the Aegean Sea from surface wave analysis. Geophys. J. Int, 160, 1006-1019.
• Bowman, J., M. Ando (1987) Shear-wave splitting in the upper-mantle wedge above the Tonga subduction zone. Geophysical Journal of the RAS, 88, 25–41.
• Dziewonski, A.M. & Anderson, D.L., 1981. Preliminary reference Earth model, Phys. Earth planet. Inter., 184, 297–356.
• Goes, S., Govers, R. & Vacher, P., 2000. Shallow mantle temperature under Europe from P and Swave tomography, J. geophys. Res., 105(B5), 11 153–11 169.
• Hatzfeld D., Karagianni, E., Kassaras, I., Kiratzi, A., Louvari, E., Lyon-Caen, H., Makropoulos, K., Papadimitriou, P., Bock, G. and Priestley, K., 2001. Shear wave anisotropy in the upper mantle beneath the Aegean related to internal deformation. J. Geophys. Res., 106, No. 12, 30737-30753.
• Herrmann, R.B., 1973. Some aspects of band-pass filtering of surface waves, Bull. Seism. Soc. Am., 62, 129-139.
• Herrmann, R.B., 1987. Computer Programs in Seismology, Volume IV: Surface Wave Inversion, St Louis University, St Louis, MO.
• Kassaras, I., Louis, F., Makropoulos, K., Magganas, A. and Hatzfeld, D., 2009. Elastic-Anelastic Properties of the Aegean Lithosphere-Asthenosphere Inferred from Long Period Rayleigh Waves, in "The Lithosphere: Geochemistry, Geology and Geophysics", Eds. J. E. Anderson and R. W. Coates, ISBN: 978-1-60456-903-2, Nova Publishers, N.Y., USA, p. 267-294
• Kassaras, I., Makropoulos, K., Bourova, E., Pedersen, H. & Hatzfeld, D., 2005. Upper mantle structure of the Aegean derived from two-station phase velocities of fundamental mode Rayleigh waves. The South Aegean Active Volcanic Arc, Developments in Volcanology, Volume 7, Hardbound, ISBN 0-444-52046-5, Imprint ELSEVIER: 19-45.
• Karagianni, E.E. et al., 2002. Rayleigh wave group velocity tomography in the Aegean area, Tectonophysics, 358, 187–209.
• Kaviris, G., Papadimitriou, P., Kravvariti, Ph., Kapetanidis, V., Karakonstantis, A., Voulgaris, N. and Makropoulos, K., 2015. A detailed seismic anisotropy study during the 2011-2012 unrest period in the Santorini Volcanic Complex. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 238, 51-88.
• Kaviris, G., Spingos, I., Kapetanidis, V., Papadimitriou, P., Voulgaris, N. and Makropoulos, K., 2017. Upper crust seismic anisotropy study and temporal variations of shear-wave splitting parameters in the western Gulf of Corinth (Greece) during 2013. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 269, 148–164.
• Levshin, A.L., 1989. Surface waves in media with weak lateral inhomogeneity, in, Seismic Surface Waves in a Laterally Inhomogeneous Earth, pp. 35–69, ed. Keilis-Borok, V.I., Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.
• Long, M.D., 2009. Complex anisotropy in D″ beneath the eastern Pacific from SKS-SKKS splitting discrepancies. Earth Planet. Sci. Lett. 283, 181–189.
• Long, M.D. and Lynner, C., 2015. Seismic anisotropy in the lowermost mantle near the Perm Anomaly. Geophys. Res. Lett. 42, 7073–7080.
• Long, M. D., P. G. Silver, 2008. The subduction zone flow field from seismic anisotropy: A global view. Science, 319, 315–319.
• Mitchell, B.J., 1995. Anelastic Structure and Evolution of the Continental Crust and Upper Mantle From Seismic Surface Wave Attenuation, Rev. Geoph., vol. 33, no. 4, 441–462.
• Papadimitriou, P., 1988. Etude de la structure du manteau superieur de l' Europe et Modelisation des ondes de volume engendrees par des seismes Egeens. These de Doctorat, Univ. Paris VII, France, 1988.
• Papadimitriou, P., Kapetanidis, V., Karakonstantis, A., Kaviris, G., Voulgaris, N. and Makropoulos, K., 2015. The Santorini Volcanic Complex: A detailed multi-parameter seismological approach with emphasis on the 2011-2012 unrest period. Journal of Geodynamics, 85, 32-57.
• Papadimitriou, P., Karakonstantis, A., Kapetanidis, V., Bozionelos, G., Kaviris, G. and Voulgaris, N., 2018. Seismicity and tomographic imaging of the Broader Nisyros region (Greece). “Nisyros Volcano. The Kos - Yali - Nisyros Volcanic Field” e-book, Springer, 245-271, DOI 10.1007/978-3-319-55460-0.
• Papazachos, C. & Nolet, G., 1997. P and S deep velocity structure of the Hellenic area obtained by robust nonlinear inversion of travel times, J. Geoph. Res., 102, 8349–8367.
• Romanowicz, B., 1994. Anelastic Tomography: A New Perspective on Upper-Mantle Thermal Structure, Earth. Planet. Sci. Lett. 128, 113–121.
• Silver, P., W. Chan, 1991. Shear wave splitting and subcontinental mantle deformation. Journal of Geophysical Research, 96, 16429–16454.
• Spakman W., Wortel, M.J.R. & Vlaar, N.S., 1988. The Hellenic subduction zone: a tomographic image and its geodynamical implications, Geoph. Res. Lett., 15(1), 60–63.
• Tiberi, C. et al., 2000. Crustal and upper mantle structure beneath the Corinth rift (Greece) from a teleseismic tomography study, J. geophys. Res., 105(B12), 28 159–28 171.
• Tselentis, G.-A., 1993. Depth-dependent seismic attenuation in western Greece, Tectonophysics, 225: 523– 528.
• Wustefeld A., Bokelmann G., Zaroli C., G. Barruol, 2008. SplitLab: A shear-wave splitting environment in Matlab. Computers & Geosciences, 34, 515–528.
• Yanovskaya, T.B., 1982. Distribution of surface group velocities in the North Atlantic, Izv., Phys. Solid Earth, 2, 3–11.
• Κασσάρας Ι., 2002. Μελέτη ανώτερου μανδύα στο Αιγαίο από τη διασπορά των σεισμικών επιφανειακών κυμάτων. Διατριβή επί διδακτορία, Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Γεωλογίας, 2002.

Συναφή Επιστημονικά Περιοδικά:

• Bulletin of the Seismological Society of America, SSA Journals
• Geophysical Journal International, Oxford University Press
• Journal of Geophysical Research, AGU Publications
• Physics of the Earth and Planetary Interiors, Journal, Elsevier
• Tectonophysics, Journal, Elsevier

¹ Ε.Φ.: Επισκέπτες Φοιτητές (π.χ. ERASMUS)