فصلنامه فیزیک زمین و فضا
سال سی و سوم شماره 2 (تابستان 1386)

آب جابه جا شده بر اثر جزر و مد به واسطه جرمی که دارد در جاذبه نقاط نزدیک به ساحل و شکل پوسته زمین تغییر ایجاد می کند. به علاوه تغییر شکل پوسته، خود عامل تغییر جاذبه نقاط نزدیک به ساحل بر اثر تغییر چگالی جرم پوسته زمین است. در این مقاله اثرات یاد شده در دو بخش: (1) چگالی تغییر شکل پوسته بر اثر وزن آب جابه جا شده و (2) تغییر جاذبه زمین بر اثر تغییر چگالی پوسته ناشی از تغییر شکل پوسته در مناطق ساحلی مورد بررسی قرار گرفته است. روابط لازم برای محاسبه اثرات یادشده ارائه شده و در تعدادی از نقاط واقع بر سواحل دریای عمان و خلیج فارس در بررسی موردی به کار گرفته شده است. همچنین برای نقاط یادشده گراف های هم دامنه و هم فاز جابه جایی های شعاعی و تغییرات جاذبه محاسبه و ارائه شده است.

به دست آوردن مدل سرعتی زمین با استفاده از معکوس سازی داده های لرزه ای از اهمیت زیادی برخوردار است. در نظریه معکوس با استفاده از داده های اندازه گیری شده حاوی نوفه به استنباط اطلاعات در مورد دستگاه های فیزیکی پرداخته می شود. اطلاعات در مورد نوفه موجود در داده ها برای حل هر مسئله معکوسی ضروری است، زیرا در نبود چنین اطلاعاتی، نمی توان گفت کدام مدل به مدل واقعی نزدیک تر است. پس بدون تکرار عملیات برداشت داده، توانایی برآورد مؤلفه نوفه در داده ها بسیار با اهمیت است. اما، در عمل به ندرت برآورد مستقیمی از نوفه موجود در داده ها امکان پذیر است. در این مقاله، ابتدا با استفاده از روش تنظیم تیخونف با منحنی L یک مدل پایه از دستگاه حاصل می شود. آن گاه اختلاف داده های پیش بینی شده با این مدل و داده های مشاهده شده، برآورد اولیه نوفه خواهد بود. سپس از واریانس نوفه برآورد شده برای تعیین قطع بهینه تجزیه مقادیر تکین OTSVD (optimally truncated singular value decomposition) و حل مسئله معکوس استفاده می شود. این روش روی داده های مصنوعی لرزه پایین چاهی (downhole) نشان داده شده است.

زلزله ای به بزرگی MW=6.2 (USGS) در 28 مه 2004 مناطق غربی استان مازندران را لرزاند که شوک اصلی آن را 145 ایستگاه شتاب نگاری مرکز تحقیقات مسکن ثبت شد. در این بررسی با استفاده از شتاب نگاشت های ثبت شده اطراف رومرکز زلزله کجور، ضریب جذب امواج کدا با استفاده از روش تک پراکنش به عقب آکی و چوت برای همه ایستگاه های ثبت کننده ای که نسبت سیگنال به نویز خوبی داشتند، به دست آمد که به ترتیب برای 4 ناحیه پهنه بندی شده چالنکو (1974)، میانگین مقادیر فاکتور کیفیت و وابستگی بسامدی آن به صورت زیر است: 1. ناحیه شمال غرب Qc=92×f 1.14 2. ناحیه شمال شرق Qc=188×f 0.79 3. ناحیه جنوب غرب Qc=157.5×f 0.93 4. ناحیه جنوب شرق Qc=132.5×f 0.87 در ایستگاه های ثبت کننده شوک اصلی و در محدوده بسامدی f=1~32Hz است و نحوه تغییر Q-1 در ایستگاه های متفاوت و ارتباط آن با لرزه خیزی و تکتونیک منطقه مورد مطالعه قرار گرفته است.

آرایه چشمه (منبع) و گیرنده در برداشت داده های لرزه ای برای تضعیف امواج سطحی تولید شده با چشمه مورد استفاده قرار می گیرد. برای تضعیف بیشتر این امواج، نیاز به بهینه سازی آرایه ها داریم. یکی از روش های بهینه سازی آرایه های چشمه و گیرنده روش همامیخت مکانی است. در این روش هر آرایه پیچیده از چند آرایه ساده تشکیل می شود که با قرار گرفتن کنار هم آرایه ای بزرگ به وجود می آورند. با استفاده از آرایه های ساده 2 و 3 عضوی و قرار دادن نقاط صفر این آرایه ها در پهنای کناری پاسخ نهایی آرایه می توان این پهناهای کناری را تضعیف کرد.

روش قطبش القایی طیفی، شاخه ای از روش های اکتشافی در ژئوفیزیک است که به طور گسترده ای در پی جویی های محیطی و ژئوفیزیکی، علاوه بر پی جویی های اکتشافی مواد معدنی در خصوص، نفت و گاز و زغال سنگ نیز به کار رفته است. روش قطبش القایی قادر است اندازه گیری هایی از مقاومت ویژه مختلط ظاهری چند بسامدی در محدوده بسامد های 2-10 تا 102 هرتز را فراهم کند. این اندازه گیری ها برای تعیین پارامترهای طیفی و توزیع های مکانی از ساختارهای زمین شناسی مدفون به کار می روند. در این بررسی، کاربرد روش قطبش القایی طیفی در اکتشاف مخازن نفت و گاز مورد بررسی قرار گرفته است. مقادیر متوسط پارامترهای بارپذیری، ثابت زمانی و وابستگی بسامدی درون محدوده بی هنجاری، در تشخیص منبع بی هنجاری مفیدند. در این مقاله روش قطبش القایی طیفی روی مخزن نفتی دهدشت، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده در این تحقیق نشان داد که متوسط پارامترهای طیفی ظاهری در مقاطع بی هنجاری برای تشخیص مولد یا چشمه به وجود آورنده بی هنجاری، مفید است.

روش مگنتوتلوریک یکی از با اهمیت ترین فنون ژئوفیزیکی غیرفعال است که از میدان های الکترومغناطیسی طبیعی زمین برای بررسی ساختار مقاومت ویژ? الکتریکی زیرسطحی استفاده می کند. عمق بررسی در این روش بسیار بیشتر از دیگر روش های الکترومغناطیسی است. این مقاله بررسی های مگنتوتلوریک منطقه اینچه برون (واقع در شمال استان گلستان) را برای بررسی چگونگی رسانایی الکتریکی لایه های زیرسطحی تا عمق 1300 متر در بر می گیرد. پس از بررسی نتایج حاصل از وارون سازی یک بعدی و تفسیر داده های مگنتوتلوریک، دو لایه رسانا به ترتیب در اعماق 95 تا 190 متر و 250 تا 660 متر تشخیص داده شدند. این دولایه احتمالا معرف لایه های حاوی آب شور و ترکیبات یددار هستند. برای تایید صحت نتایج به دست آمده، مدل یک بعدی حاصل از داده های مگنتوتلوریک در مجاورت یک چاه نزدیک منطقه مورد بررسی، با نتایج حاصل از نگار چاه مقایسه شده است.

به دلیل نیاز مبرم به منابع آب در مسیر جاده تله کابین توچال، طی یک طرح پژوهشی با استفاده از روش سریع و نسبتا ارزان قیمت VLF محل های مورد تردید از نظر وجود درز و شکاف های آبدار مشخص شد. سپس با اجرای عملیات مقاومت ویژ? الکتریکی با آرایه شلومبرژه و تهیه مقطع وارون دوبعدی، وجود آب در عمق بین 7 تا 30 متری در فاصله 1930 متری مسیر جاده تایید و چاه حفر شده، طبق پیش بینی صورت گرفته به آب رسید. سپس با استفاده از آرایه دوقطبی- دوقطبی پروفیل مقاومت ویژه دیگری روی پروفیل قبلی آرایه شلومبرژه و در کنار چاه به اجرا در آمده تا محیط اطراف چاه به طور دقیق تری مورد بررسی قرار گیرد. در نهایت برای تشخیص جهت قرارگیری درزو شکاف های آبدار، با استفاده از تفکیک پذیری عمودی خوب آرایه شلومبرژه و تفکیک پذیری افقی خوب آرایه دوقطبی- دوقطبی، داده های دو پروفیل به صورت ترکیبی مورد وارون سازی دوبعدی قرار گرفت و جزئیات بیشتری از چگونگی قرارگیری درز و شکاف های آبدار به دست آمد این امر در ادام? روند و تعیین مسیر حفاری چاه به منظور دسترسی به درز و شکاف های بیشتر و پر آب تر، کمک شایانی کرد.

در این مقاله توانایی های روش سیگنال تحلیلی در تعیین لبه های بی هنجاری و در نتیجه عرض بی هنجاری بررسی شده است. چندین مدل مصنوعی به کار رفته است و در نهایت این روش برای بی هنجاری های عمیق که نسبت عمق به پهنا بیشتر از 3/0 باشد نامناسب تشخیص داده شد. ضمنا عرض محاسبه شده با این روش معمولا مساوی یا کمتر از عرض واقعی است.

ماموریت های اخیر ماهواره های اندازه گیری میدان مغناطیسی زمین منجر به افزایش قابل توجه داده های میدان مغناطیسی شده است. با داده های جدید که کیفیت بسیار مطلوبی نیز دارند، اطلاعات در مورد میدان مغناطیسی زمین به سرعت توسعه یافته و توصیف های جدید و دقیق تر میدان مغناطیسی از روی مدل های میدان مغناطیسی به طور پیوسته گسترش می یابد. امروزه، تفکیک پذیری مدل های میدان مغناطیسی به حدی رسیده است که امکان تفسیرهای زمین شناختی و ژئوفیزیکی دقیق با استفاده از آنها امکان پذیر است. پوسته مغناطیسی آن بخش از پوسته است که قابلیت نگهداری میدان مغناطیسی را دارد. مرز بالای پوسته مغناطیسی سطح سنگ بستر است، یعنی رسوبات و ورقه های یخ را شامل نمی شود. مرز پایینی پوسته مغناطیسی نیز عمقی است که درجه حرارت با درجه حرارت کوری سنگ های پوسته برابر باشد. در این مقاله، ابتدا چگونگی آماده سازی مدل های میدان مغناطیسی براساس داده های حاصل از ماهواره ها تشریح شده است. سپس، کاربرد روش دوقطبی های مغناطیسی معادل چشمه در برآورد ضخامت پوسته مغناطیسی با استفاده از مدل های میدان مغناطیسی حاصله، مورد بررسی قرار گرفته و چگونگی آن ارائه شده است.

تبدیل S یک تبدیل زمان- بسامد برگشت پذیر است که براساس ترکیبی از مفاهیم تبدیل فوریه زمان کوتاه و تبدیل موجک پایه گذاری شده است. در این تبدیل برای انتقال داده به حوزه زمان- بسامد از پنجره گاوسی مقیاس پذیر با بسامد استفاده می شود. مقیاس پذیر بودن پنجره با بسامد ضمن تامین قدرت تفکیک لازم، رابطه ای مستقیم بین خروجی تبدیل و طیف فوریه داده ورودی را نیز فراهم می کند. در این مقاله ضمن معرفی تبدیل S و شکل تعمیم یافته آن، نمونه ای از کاربردشان در برآورد اولین رسید در رکوردهای لرزه و زلزله که حاوی مقادیر زیادی نوفه هستند، نشان داده می شود.

تغییرات در شدت و زاویه تابش خورشید- که عامل اصلی ایجاد یون سپهر است- به سطح زمین در روز و شب و در طول سال، باعث ایجاد تغییراتی در میزان چگالی الکترون های یون سپهر می شود. در این بررسی تاثیر تابش خورشید در طول شبانه روز بر لایه یون سپهری F2 مورد بررسی قرار گرفته است و ارتباط مستقیم ایجاد یونش با تابش خورشیدی نشان داده شده است. همچنین تغییرات یون سپهر در طول یک سال که ناشی از چرخش گرم سپهر و نیز تغییر ترکیبات جوی است، تحقیق شده است. اثبات وجود تطابق بین دوره تغییرات 11 ساله فعالیت لک های خورشیدی و تغییرات بلندمدت در یون سپهر هم مورد بررسی قرار گرفته است.

در این بررسی پدید? جبهه زایی سطوح میانی و زبرین برای سه سامانه چرخندی که خاورمیانه و ایران را تحت تاثیر قرار داده اند، بررسی شده است. برای این کار، مدل میان مقیاس MM5 (mesoscale model version 5) برای هر سه سامانه اجرا شده و با استفاده از برونداد مدل، شامل میدان های دما و باد، هر یک از جملات بردار جبهه زایی برای نقاط شبکه ای در سطوح فشاری متفاوت محاسبه شد. بردار جبهه زایی دارای دو مؤلفه چرخشی و نرده ای است که هر مؤلفه شامل جملات تغییر شکل، تاوایی و کج شدگی است. نتایج بررسی جبهه زایی در سه سامانه نشان می دهد که علامت جملات مؤلفه نرده ای بردار جبهه زایی مورد به مورد می تواند تغییر کند. اثر دو جمله واگرایی و تغییر شکل مؤلفه نرده ای در دو سامانه 1 و 3 به صورت جبهه زایی و در سامانه 2 به صورت جبهه زدایی است. جمله کج شدگی در سامانه های1 و 3 به صورت جبهه زدایی و در سامانه 2 به صورت جبهه زایی عمل می کند. از نظر مقایسه بزرگی جملات، جمله واگرایی در همه موارد در مقایسه با جملات دیگر کوچک تر است. این در حالی است که در سامانه های 2 و 3 جمله کج شدگی و در سامانه 1 جمله تغییر شکل نقش غالب دارد. برای مؤلفه چرخشی بردار جبهه زایی، در هر سه سامانه، دو جمله تغییر شکل و کج شدگی دارای مقادیر منفی و جمله تاوایی دارای مقادیر مثبت است. اندازه جمله تاوایی از دو جمله دیگر بزرگ تر است که علت اصلی آن چرخش چرخندی پربندهای دما و ایجاد فرارفت سرد است.