地震层析成像

{{subst:copyedit/auto}}

地震层析成像（英语：seismic tomography）是一种利用天然地震或地震测量时用的爆炸物产生的地震波，包括纵波、横波和表面波^[1][2]，对地球地下进行的成像技术。地震断层扫描分辨率是根据波长、波源距离和地震仪阵列^[3]。利用地震仪接收到的数据，反演计算反射和折射波路径位置，进一步制出速度异常的 3维图像，后者可以被用来解释地层构造、热或成分的变化。地球科学家也使用这些图像来研究地核、地幔^[4]和板块构造过程^[5]。

理论

地震断层扫描是一种反演计算的问题求解。方法是把地震波走时数据与一个初始的地球模型进行比较，并对模型进行修改，直到由模型的计算和观测数据之间的最佳拟合^[6]。如果地球的成分均匀，地震波将沿直线传播，但地球的分层、构造结构和热变化会造成反射和折射地震波。反演计算也能推算出这些变化的位置和幅度，但是反演计算是多解的，答案不止一个^[7]。

地震断层扫描与医学上 X 射线计算机断层扫描（CT 扫描）相似，也是由计算机处理数据造成 3D 图像。但 CT 利用的是信号的衰减程度而不是信号的走时。地震断层扫描必须考虑和处理反射和折射波的弯曲路径以及地震震源位置的不确定性。显影电脑断层扫描使用线性X射线和已知来源^[8]。

3 sources

参考文献

1. "A Brief History of Seismology" (PDF). United States Geologic Survey (USGS). Archived from the original on 3 August 2016. Retrieved 4 May 2016.
2. Shapiro, N. M. (11 March 2005). "High-Resolution Surface-Wave Tomography from Ambient Seismic Noise". Science. 307(5715): 1615–1618. Bibcode:2005Sci...307.1615S. CiteSeerX 10.1.1.399.6167. doi:10.1126/science.1108339. PMID 15761151. S2CID 10846386.
3. Nolet, G. (1987-01-01). "Seismic wave propagation and seismic tomography". In Nolet, Guust (ed.). Seismic Tomography. Seismology and Exploration Geophysics. Springer Netherlands. pp. 1–23. doi:10.1007/978-94-009-3899-1_1. ISBN 9789027725837.
4. Rawlinson, N.; Pozgay, S.; Fishwick, S. (2010-02-01). "Seismic tomography: A window into deep Earth". Physics of the Earth and Planetary Interiors. 178 (3–4): 101–135. Bibcode:2010PEPI..178..101R. doi:10.1016/j.pepi.2009.10.002.
5. Kearey, Philip; Klepeis, Keith A.; Vine, Frederick J. (2013-05-28). Global Tectonics. John Wiley & Sons. ISBN 978-1118688083.
6. Liu, Q.; Gu, Y. J. (2012-09-16). "Seismic imaging: From classical to adjoint tomography". Tectonophysics. 566–567: 31–66. Bibcode:2012Tectp.566...31L. doi:10.1016/j.tecto.2012.07.006.
7. "Seismic Tomography" (PDF). earthscope.org. Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS). Retrieved 18 May 2016.
8. "Seismic Tomography—Using earthquakes to image Earth's interior". Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS). Retrieved 18 May 2016.