第十四讲地震波层析成像

f (x, y) p(x cos y sin),)d
0
第十四讲地震波层析成像
A few of the early medical tomo setups
Parallel beam
Fan beam, Multi-receiver, Moves in big steps
Broader fan beam, Coupled, moving source receivers, fast moving
第十四讲地震波层析成像
Shepp-Logan Phantom (human cerebral)
Input
Radon Projected
Recovered (output)
Back projection of the function is a way to solve f() from p() (“Inversion”):
另外 还有： MC35， STW105， T第N十A四/S讲N地A震模波层型析等成像
• • 莫霍诺维齐（前南斯拉夫）——莫霍面（壳幔边界） • －－地壳与地幔分界面的发现者
• 古登堡（美国）——核幔边界
•
－－地幔与地核分界面的发现者
• 莱曼（丹麦，女）—— （内外核边界）
•
－－外核与内核分界面的发现者
第十四讲地震波层析成像
地球一维结构是远远不够的！ Plate tectonics
Topography
第十四讲地震波层析成像
mantle convection
Travel time table from ak135 model
Travel time picks
第十四讲地震波层析成像
Shearer, 2009
1. PREM参考地球模型： Preliminary Reference Earth Model (Dziewonski & Anderson, 1981)
2. IASP91速度模型 (Kennett and Engdahl, 1991)
3. AK135 速度模型 Kennett et al. (1995)； Montagner and Kennett (1996).
Cunningham & Jurdy, 2000
Broader fan beam, Moving source, fixed receivers, fast moving (1976)
Different “generations” of X-Ray Computed Tomography (angled beams are used to increase resolution). 第M十o四r讲al地: 震g波o层o析d 成c像overage & cross-crossing
3-D variations of Earth’s Structure from Seismic Tomography
Seismic waves in the Earth
Traveltime/waveform
3-D wave speeds
Inverse problem
Researchers at MIT and Harvard, led by Keiti Aki and Adam Dziewonski in late 1970’s and 1980’s, pioneered the techni第qu十e四o讲f地se震i波sm层i析c成to像mography.
第六章 地震层析成像
第十四讲地震波层析成像
From IRIS
Seismic waves
• Seismic wave is currently the only effective tool that can penetrate the entire earth Structural informa第t十i四o讲n地震o波f层析t成h像e Earth
p(s,) f (x, y)(x cos y sin s)dxdy
where p is the radon transform of f(x, y), and is a Dirac Delta Function (an infinite spike
at 0 with an integral area of 1) p is also called sinogram, and it is a sine wave when f(x, y) is a point value.
1939:
Jeffreys & Bullen
First travel-time tables：JeffreysBullen Seismological Tables
→ 1D Earth model
Jeffreys-Bullen 1-D EartHale Waihona Puke Baidu Model
第十四讲地震波层析成像
地球内部结构
PREM一维全球速度模型
第十四讲地震波层析成像
全球第十地四震讲地层震析波层成析像成像
地幔柱 区第域十地四讲震地层震波析层成析成像像
大洋中脊 区第域十地四讲震地层震波析层成析成像像
俯冲带 区第域十地四讲震地层震波析层成析成像像
局部地震层析成像
第十四讲地震波层析成像
地震层析成像的基础——Radon 变换 Tomo— Greek for “tomos” (body), graphy --- study or subject Where it all began: Radon transform: (Johan Radon, 1917): integral of function over a straight line segment. Radon transform
Present Generation of models: Dense receiver sets, all rotating, great coverage and crossing rays.
PREM模型给出了地球的一维结构，而地球内部三维结构需要更精细的刻画。 地震层析成像方法是给出地球内部三维结构的最重要的方法。 某种意义上说，地震是照亮地球内部的明灯。 地震层析成像方法可以给出：
全球地球结构的横向不均匀性； 典型地球动力学过程的三维结构：俯冲带、地幔柱、大洋中脊等； 小尺度的构造（断层等）； 地震分布特征。