O modelo global de campo de ondas de curto período modelado com um método de fonon sísmico de Monte Carlo

A R Y Em altas frequências (1 Hz), grande parte da energia sísmica que chega a distâncias telessísmicas não se encontra nas fases principais (por exemplo, P, PP, S, etc.), mas está contida na coda estendida que segue essas chegadas. Esta coda resulta da dispersão em perturbações de velocidade e densidade em pequena escala dentro da crosta e manto e contém informações valiosas sobre a dependência da profundidade e a força dessa heterogeneidade, bem como a importância relativa da atenuação intrínseca em comparação com a atenuação por dispersão. A maioria das análises da coda sísmica até hoje concentrou-se na coda de onda S gerada pela dispersão litosférica para eventos registrados a distâncias locais e regionais. Aqui, examinamos o campo de ondas vertical média global, 1-Hz (>10 de alcance) para terremotos registrados no arquivo IRIS FARM de 1990 a 1999. Aplicamos uma técnica de empilhamento de função de envelope para captar o comportamento médio de tempo-distância do campo de ondas tanto para terremotos rasos (50 km) quanto profundos (500 km). Diferente dos registros regionais, nossas imagens são dominadas por P e P coda devido ao grande efeito da atenuação em PP e S em altas frequências. Modelar nossos resultados é complicado pela necessidade de incluir uma variedade de trajetórias rayleigh, as prováveis contribuições da dispersão múltipla e a possível importância da dispersão de P para S e de S para P. Adotamos uma abordagem estocástica baseada em partículas na qual milhões de fonons sísmicos são espalhados aleatoriamente a partir da fonte e rastreados através da Terra. Cada fonon representa um pacote de energia que viaja ao longo da trajetória apropriada até ser afetado por uma descontinuidade ou um dispersor. As descontinuidades são modeladas tratando os coeficientes de reflexão e transmissão normalizados como probabilidades. As probabilidades de dispersão e os ângulos de dispersão são computados de maneira semelhante, assumindo perturbações de velocidade e densidade aleatórias caracterizadas por uma função de autocorrelação exponencial. A atenuação intrínseca é incluída reduzindo a energia contida em cada partícula como uma função apropriada do tempo de viagem. Descobrimos que a maioria da dispersão ocorre na litosfera e no manto superior, como resultados anteriores indicaram, mas que alguma dispersão no manto inferior também é provavelmente necessária. Um modelo com 3 a 4 por cento de heterogeneidade de velocidade rms em comprimento de escala de 4 km no manto superior e 0,5 por cento de heterogeneidade de velocidade rms em comprimento de escala de 8 km no manto inferior (com atenuação intrínseca de Q = 450 acima de 200 km de profundidade e Q = 2500 abaixo de 200 km) fornece uma adequação razoável tanto para as observações de terremotos rasos quanto profundos, embora muitos compromissos existam entre o comprimento de escala, a extensão de profundidade e a força da heterogeneidade.