Studying the finiteness of large earthquakes with higher order moments of the moment tensor

Abstract

Kinematik sonlu fay modelleri kullanılarak büyük depremlerin fayparametreleri bulunabilir. Bu fay modelleri bir çok faycığın biraraya gelmesi ile oluşturulur. Bu modellemenin bir kötü yanıfaycıkların etkilerinin tek tek hesaplanmasının zaman alması ve faymodelinin ters işlem için önceden belirlenmesinin zorunluolmasıdır. Alternatif olarak kaynak moment tensör dağılımı olaraktanımlanabilir. Bu dağılımın yüksek dereceli momentleri dehesaplanabilir. Yüksek dereceli momentler de fay parametrelerininhesaplanmasında kullanılabilir ve ters işlem için daha az bilinmeyenbarındırırlar. Bu özellik ters işlemin daha hızlı yapılmasınısağlar. Bu tezin amacı sonlu fay modellerinin (ikinci dereceyekadar) yüksek dereceli momentler ile ne kadar temsil edilebildiğininbir ölçüsünü bulmaktır. İzotropik sonsuz homojen ortamda hem sonlufay yöntemi ile hem de yüksek dereceli momentler ile sentetiksismogram oluşturulup aralarındaki benzerlikler incelenmiştir. Alıcıazimutları ve uzaklıklarının etkileri farklı frekans bantlarındaaraştırılmıştır. Yüksek dereceli momentlerin dalga şeklinden çokdaha genel olarak dalga genişliğine uyum sağladığıgörülmüştür. Ayrıca, depremlerin nokta kaynak gibi davranmasıbeklenen frekanslarda yüksek dereceli momentlerin saf nokta kaynakçözümlerine göre sonlu faylara daha iyi uyum sağladığıgözlenmiştir. Sonsuz ortam için uzaklığın çözümlere bir etkisiolmadığı görülmüştür. Ancak, fay tipi, fay atım yönü ve alıcıazimutlarının yüksek dereceli momentlerin çözüm gücüne etkileribelirlenmiştir.

Finite fault parameters of the large earthquakes can be obtainedusing kinematic finite fault models which consist of a collection ofsubfaults. Yet calculating each subfault individually costs time andthe fault model needs to be defined a priori for the inversionprocess. Alternative representation of the source is defining it asa moment tensor density distribution. In this case higher ordermoments of the distribution can be calculated. Higher order momentscan also be used to estimate first order finite-fault parameters andit has the advantage of having less number of unknowns. Thischaracteristic would allow for more rapid fault parametersolutions. The aim of this thesis is to develop a measure on theapproximation of finite fault models using higher order moments upto degree two. Synthetic seismograms for both finite fault sourcesand their higher order moment approximations are generated usinginfinite homogeneous isotropic medium to identify the similaritiesbetween the waveforms. The effects of the receiver azimuths anddistances are investigated using using different frequencyranges. It is found that higher order moments can give anapproximation of waveform broadness or pulse width rather than theoverall shape of the waveforms. Higher order moments also improvedthe point source approximations at frequencies that are beyond thecorner frequency of the event. Fault type, fault strike directionand receiver azimuth influence the higher order moment solutionswhile distance is an insignificant factor at least for thewhole-space medium which is considered in this study.