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摘要
了解冰川结构的异质性对于评估其命运至关重要。然而,结构变化强烈的地方,如裂缝场,通常无法直接进行仪器观测。为了克服这一限制,我们引入了一种创新技术,利用源-接收器空间互易原理,将由裂缝产生的地震源转化为虚拟接收器。我们展示了利用Seismic Michelson Interferometry(地震干涉测量学)技术,通过局部化良好的地震源之间的相位干涉模式来获取相位速度图。得到的相位速度对冰川结构的变化表现出敏感性,提供了对机械属性变化起源的洞见,并且空间分辨率比传统方法提高了五倍。特别是,我们观察到与严重受损的地下区域相关的相位速度的急剧变化,表明了一个复杂的三维介质。更系统地应用这种方法并在其他情境中使用将提高我们对冰川和其他地震发生环境结构的理解。
文章重要性
这篇文章的重要性在于提出了一种新的技术手段,可以在人迹罕至的地区,如冰川裂缝区域,通过地震干涉测量学来获取高分辨率的冰川结构图。
总结前人研究
文章总结了以下前人研究:
- 被动地震方法在监测冰量变化、冰床界面变化和冰厚空间变化方面的应用。
- 利用已知位置的脉冲源,通过Rayleigh表面波旅行时间延迟层析成像来揭示裂缝发生与地震相速度之间的非唯一关系。
存在的不足
文章指出的不足包括:
- 使用噪声源进行地震成像时,确保方位等分性(azimuthal equipartitioning)的挑战。
- 在采样波场方面的限制,尤其是在仪器部署区域之外。
使用的数据
- 法国阿尔卑斯山Argentière冰川消融区的地震事件目录,由98个三分量地震仪组成的阵列收集。
采用的方法
- 利用源-接收器空间互易原理将地震源转化为虚拟接收器。
- 使用波形同步化和表面波衍射核(Diffraction Kernels, DKs)构建。
- 采用地震干涉测量学(Seismic Michelson Interferometry, SMI)进行迭代反演。
获得的结果
- 获得了在空间分辨率上比传统方法高五倍的相位速度图。
- 观察到与冰川厚度和裂缝存在相关的相位速度变化。
创新之处
- 利用地震源作为虚拟接收器,通过干涉模式来获取高分辨率的相位速度图。
- 这种方法允许在没有直接测量设备的地区进行地震成像。
贡献
- 提供了一种新的技术手段,可以在传统方法难以到达的地区进行高分辨率的地震成像。
- 为理解冰川结构和动态提供了新的视角。
存在的不足
文章中并未明确指出研究的不足之处,但可以推测可能的不足包括:
- 技术的应用范围可能受限于地震源的分布和定位精度。
- 对于非脉冲源或非冰川环境的适用性尚未得到验证。