Zaman ortamında sismik `Q` tomografisi

Abstract

IV oz ZAMAN ORTAMINDA SİSMİK `Q` TOMOGRAFİSİ Tomografi yöntemi, nükleer tıp ve radyo-astronomide yaygın bir şekilde kullanılır. Sismik tomografi herhangi bir fiziksel parametrenin bir çok sayıda gözleme bağlı olarak uzaydaki dağılımının saptanması olarak tanımlanabilir. Jeofizikte tomografi, sismolojide depremlerin incelenmesinde, manto ve kabuk yapısının araştırılmasında, jeotermal sahalarda ısı akısının dağılımının saptanması gibi çeşitli alanlarda uygulanmaktadır. Son yıllarda Uygulamalı Jeofizikte de sismik tomografiden yararlanılmaktadır. Uygulamalı Jeofizikte tomografik görüntüler hem sismik hem de elektromagnetik ölçülerden oluşturulmaktadırlar. Sismik amaçlı tomografi çalışmalarının %90 'ı zaman (hız) tomografisidir. Fakat bundan başka, soğrulma v.b. gibi konularda da tomografi çalışmaları vardır. Bu tez çalışmasında sönüm (attenuation) katsayısı ile ilişkilendirilebilen `Q` kalite faktörü ele alınarak zaman ortamında sismik-Q tomografisi, `Lokal Tomografi` adı verilen yeni bir yaklaşımla uygulanmıştır. Öncelikle düz modelleme (forward modelling) ve çözüm yapılmış ve bunun sonucunda yapay sismik izler elde edilmiştir. İkinci aşamada ise ters çözüm yapılarak lokal tomogramlar geliştirilmiştir. Tomografik ters çözümlerde gözlem parametresi olarak pikten pike değişen nefes genişliği parametresi alınmıştır. Matris çözümlerinde kullanılan Tekil Değer Ayrışması (SVD) yöntemi hem çözüm vektörünü hem de ona ait olan hata vektörünü sağlamaktadır. Ayrıca bu çalışmada, sismik tomografide esas olan yeni ve hızlı bir ışın izleme (ray-tracing) algoritması geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritma, diğer ışın izleme yöntemlerinden farklı olarak, karmaşık geometriye sahip yapılarda da iyi sonuçlar vermektedir. Bu çalışma kişisel bilgisayarlarda gerçekleştirilmiştir.

ABSTRACT SEISMIC `Q` TOMOGRAPHY IN TIME DOMAIN Tomographic methods are widely used in nuclear medicine and in radio-astronomy. Seismic tomography can be defined as the determination of physical parameters' spatial distribution based on a number of observations. Although tomography is applied at various areas in geophysics such as earthquake analysis, determination of mantle and crustal structures, distribution of heat flow in the geothermal media, etc., it has recently been also considered in applied geophysical studies. In applied geophysics, tomographic images have been constructed from both seismic and electromagnetic measurements. The time (velocity) tomography forms ninety-percent of the seismic studies. But, moreover, there are also tomographic studies in the subjects like attenuatoin, etc. In this dissertation, the `Q` quality factor that can be related to the attenuation coefficient has been applied and the Seismic-Q Tomography in the time domain has been studied in a new approach called, `Local Tomography`. In the first step, forward modelling and the solution have been done and then synthetic seismic traces have been obtained. Secondly, local tomograms have been developed by inversion. The wavelet breath varying from pick to pick has been taken as the observation parameter. The use of Singular Value Decomposition (SVD) technique of matrix inversion furnishes both the solution vector and the related error vector. Moreover, in this study, a new and much faster ray tracing algorithm which is essential in seismic tomography has been developed. This algorithm gives better result for the geometrically complex structures comparing with the other ray-tracing algorithms. The present study was done using a personal computer.