Einführung in die Geophysik Übungsblatt 3

Sommersemester
2015
Dr. Simon Stähler
Einführung in die Geophysik
Übungsblatt 3
Aufgabe 1 (Seismik )
Betrachten Sie die untenstehenden Laufzeitkurven eines Seismik-Experimentes. Identifizieren
Sie die Laufzeitkurven.
Wie viele Schichten sind an diesem Bild beteiligt? Bestimmen Sie alle möglichen Parameter
(Geschwindigkeiten, Schichtdicken)!
Aufgabe 2 (Dämpfung )
Der Wert Q beschreibt den Energieverlust seismischer Wellen. Die Amplitude A(x) einer Welle
nimmt mit dem Laufweg x, der Frequenz f und der Wellengeschwindigkeit c gemäß folgender
Beziehung ab:
−πf x
(1)
A(x) = A0 e vQ
Berechnen Sie das Verhältnis A/A0 für die Distanzen 10 km, 1000 km für die Q Werte 100,
1000, für die Frequenzen 0,1 Hz, 1 Hz, 10 Hz. Die Wellengeschwindigkeit v ist 9km/s. Welche
Konsequenzen hat die Formel für ein durch die Erde propagierendes breitbandiges Wellensignal?
Aufgabe 3 (Laufzeiten direkter Wellen in einer vereinfachten Erde )
Berechnen Sie die Laufzeit T in Abhängigkeit der Distanz ∆ (in Grad) von P- und S-Wellen in
einer vereinfachten Erde, die nur aus einem Mantel mit vP = 10 km/s, vS = 7 km/s und einem
Kern besteht. Wie in der realen Erde beträgt der Gesamtradius 6371 km und der Kernradius
3480 km.
Aufgabe 4 (Laufzeiten oberflächenreflektierter Wellen in einer vereinfachten Erde )
Berechnen Sie für die vereinfachte Erde aus Aufgabe 2 die Laufzeit T in Abhängigkeit der Distanz ∆ (in Grad) von PP und SS-Wellen.
Aufgabe 5 (Strahlparameter p in einer vereinfachten Erde )
Berechnen Sie für die Phasen aus Aufgabe 2 und 3 den Strahlparameter p in Abhängigkeit von
∆. Warum ist p nicht konstant, obwohl die Geschwindigkeit im Mantel konstant ist?
Aufgabe 6 (Kernschatten in der vereinfachten Erde )
Berechnen Sie für die vereinfachte Erde aus Aufgabe 2 die maximale Entfernung, in der P, PP,
S, SS-Wellen ankommen.
Aufgabe 7 (Strahlwege )
Zeichnen Sie Strahlwege für folgende seismische Phasen:
• 90 Grad Entfernung: P, SP, PcP
• 120 Grad Entfernung: SKS, PKiKP
• 150 Grad Entfernung: SKIKS, PKP, PP
Achtung: Nehmen Sie hier bitte nicht mehr die vereinfachte Erde aus Aufgabe 2 an, sondern
eine in etwa realistische.

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