SyllabusSismologia A SYLLABUS SISMOLOGIA A SM980 (60352) Corso di Laurea Specialistica in Fisica Terreste e dellAmbiente Anno Accademico 2002-2003 II Periodo.

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1 SyllabusSismologia A SYLLABUS SISMOLOGIA A SM980 (60352) Corso di Laurea Specialistica in Fisica Terreste e dellAmbiente Anno Accademico 2002-2003 II Periodo didattico: 13/01 - 14/3

2 SyllabusSismologia A Docente Dr. Fabio Romanelli Dipartimento di Scienze della Terra Palazzina P, Via Weiss 4 Tel. 040-5582116; Fax: 040-5582111 Email: romanel@dst.univ.trieste.itromanel@dst.univ.trieste.it http://www.dst.univ.trieste.it/Seismology/People/romanelli/Sismologia_A.html

3 SyllabusSismologia A Obiettivi Formativi Il corso vuole fornire allo studente le basi di conoscenza necessarie per la comprensione delle moderne tematiche legate alla genesi ed alla propagazione delle onde sismiche. Schematicamente: Teoria dell'elasticità: equazioni del moto, onde elastiche, modi di oscillazione, scattering ed attenuazione. Sorgenti sismiche: teoremi fondamentali dell'elasticità, momento tensore, modelli cinematici e dinamici. Sismogrammi sintetici: funzioni di Green, sorgenti puntiformi ed estese, mezzi elastici eterogenei. Teoria dei sistemi: metodi per il trattamento del segnale.

4 SyllabusSismologia A Testi Consigliati BB) Bolt, B.: Earthquakes, 1998, Freeman & Co. Testo elementare consigliato per una panoramica introduttiva. L&W) Lay, T. & Wallace, T.: Modern global seismology, 1995, Academic Press. Testo di base facilmente leggibile. Consigliato come riferimento per tutto il corso. A&R) Aki, K. & Richards, P.: Quantitative Seismology, 1980, Freeman. Testo completo ed approfondito. Consigliato per ogni approfondimento.

5 SyllabusSismologia A Programma INTRODUZIONE TEORIA DELLELASTICITA ONDE SISMICHE MODI DI OSCILLAZIONE ATTENUAZIONE E SCATTERING SORGENTI SISMICHE TEORIA DEI SISTEMI SISMOGRAMMI SINTETICI MISURA DEI TERREMOTIMISURA DEI TERREMOTI E SISMOMETRIASISMOMETRIA TRATTAMENTO DEL SEGNALE

6 SyllabusSismologia A Sezione 1 INTRODUZIONE Concetti generali ed evoluzione storica della sismologia. Ausiliaria

7 SyllabusSismologia A Sezione 1 - Ausiliaria L&W Capitolo 1. Paragrafi: tutti. AMMON Origine della Terra e sua composizione. Introduzione ai terremoti ed alla pericolosità sismica. Intensità. Onde sismiche, sismogrammi e sismometria. Onde sismiche ed interno della Terra. Introduzione alla tettonica a placche. Faglie e meccanismi focali. Misura dei terremoti e dei loro effetti.

8 SyllabusSismologia A Sezione 2 TEORIA DELL ELASTICITA E ONDE SISMICHE Mezzi continui. Sforzi, deformazioni e spostamenti. Relazioni costitutive. Equazioni del moto elastico. Teorema di Helmoltz. Mezzi omogenei: onde P ed S. Superficie libera: onde SH e SV. Mezzi eterogenei: legge di Snell; coefficienti di trasmissione e riflessione; rifrazione critica e head waves. Raggi sismici in modelli piani e sferici. Dromocrone in mezzi stratificati. Ausiliaria

9 SyllabusSismologia A Sezione 2 - Ausiliaria L&W Capitolo 2. Paragrafi: tutti. Capitolo 3. Paragrafi: 3.2-3.6. ASTER Stress and Strain; Wave Equation; Rays. ANIMAZIONE Wave motion.

10 SyllabusSismologia A Sezione 3 MODI DI OSCILLAZIONE Dualita modi-raggi. Equazione del moto in una corda. Corda ad estremi fissi: modi liberi. Modi di Rayleigh (onde P-SV) in un semispazio. Strato su semispazio: modi di Love (onde SH). Autovalori ed autofunzioni. Velocità di fase e di gruppo. Dispersione. Strato liquido su semispazio: modi di Rayleigh dispersi. Geometria sferica: modi liberi e progressivi. Modi torsionali e sferoidali. Semispazi stratificati: matrix propagator e metodo di Thomson-Haskell. Ausiliaria

11 SyllabusSismologia A Sezione 3 - Ausiliaria L&W Capitolo 2. Paragrafi: 2.4. Capitolo 4. Paragrafi: tutti. ASTER Surface Waves; Layered Media.

12 SyllabusSismologia A Sezione 4 ATTENUAZIONE E SCATTERING Geometrical spreading. Attenuazione intrinseca ed anelasticita. Oscillatore armonico smorzato. Q spaziale e temporale. Viscoelasticità. Modello di Maxwell e di Kelvin-Voigt. Solido lineare standard. Attenuazione intrinseca, Q sismologico e dispersione. Onde, Scattering e sua classificazione sismologica. Diffusione. Ausiliaria

13 SyllabusSismologia A Sezione 4 - Ausiliaria L&W Capitolo 3. Paragrafi: 3.7. Capitolo 4. Paragrafi: 4.7. VARIA Viscoleasticity 1; Viscoleasticity 2; Viscoleasticity 3.

14 SyllabusSismologia A Sezione 5 SORGENTI SISMICHE Teoremi fondamentali dell'elasticità: unicità, reciprocità, Betti. Teorema di rappresentazione e sue formulazioni. Dislocazione di taglio. Funzione di Green in uno spazio omogeneo: far-field e near-field. Profilo di radiazione. Momento tensore. Momento sismico scalare. Doppia coppia puntiforme in mezzi omogenei: termini di near, intermediate e far field. Principi dinamici. Piani di faglia e relazioni con il momento tensore. Meccanismi focali: dip-slip; strike-slip. Rise time. Modello cinematico di Haskell. Spettro di sorgente. Direttività. Curve di Gusev. Sorgenti estese. Ausiliaria

15 SyllabusSismologia A Sezione 5 - Ausiliaria L&W Capitolo 8. Paragrafi: Tutti. Capitolo 9. Paragrafi: 9.1-9.2. ASTER Seismic Sources. VARIA Focal Mechanisms. SEMINARIO (di Karim Aoudia) Seismic Sources and faults.

16 SyllabusSismologia A Sezione 6 TEORIA DEI SISTEMI ED APPLICAZIONI Cenni alla teoria dei sistemi. Dominio trasformato di Fourier. Funzione di trasferimento e risposta impulsiva. Teorema della convoluzione. Filtraggi. Serie temporali digitali. Trasformata discreta. Aliasing e teorema di Nyquist. Ausiliaria

17 SyllabusSismologia A Sezione 6 - Ausiliaria ASTER Linear Systems (time domain); Linear Systems (frequency domain); Sampling; Power Spectra. VARIA Convolution.

18 SyllabusSismologia A Sezione 7 SISMOGRAMMI SINTETICI Funzione di Green per mezzi stratificati. Coppia e doppia-coppia puntiforme. Eccitazione dei modi: momento tensore. Sismogrammi sintetici sorgenti puntiformi ed estese. Esempi di calcolo di spettri (autovalori ed autofunzioni). Calcolo di sismogrammi sintetici in mezzi 1D con la tecnica multimodale. Cenni a mezzi lateralmente eterogenei: coefficienti di accoppiamento. Calcolo di sismogrammi sintetici in mezzi 2D con la tecnica multimodale.

19 SyllabusSismologia A Sezione 8 MISURA DEI TERREMOTI Criterio di Coulomb e di Anderson. Stress-drop. Leggi di scala. Definizioni di magnitudo (mb, Ms e Mw). Relazioni con parametri di sorgente. Leggi di scala. Sismologia statistica e legge G-R. SISMOMETRIA Sismoscopi, sismometri e sismografi. Pendoli inerziali ed astatizzati. Strumenti elettromeccanici ed elettromagnetici. Contro-reazione e strumenti a larga banda. Rumore sismico. Ausiliaria

20 SyllabusSismologia A Sezione 8 - Ausiliaria L&W Capitolo 9. Paragrafi: 9.3-9.8. Capitolo 5. Paragrafi: tutti. Hyperphysics Damped and forced pendulum. ASTER Poles and Zeroes.

21 SyllabusSismologia A Sezione 9 TRATTAMENTO DEL SEGNALE Filtraggi FTAN. Floating filters ed equalizzazione di fase. Elaborazione di segnali sismici sintetici e non: esempi di analisi della dispersione dei modi di Love e di Rayleigh.

22 SyllabusSismologia A Links LINKS CONSIGLIATI: Heiner Igel,: Lectures Richard Aster: Lectures Richard Aster: Data Processing and Analysis Lectures Data Processing and Analysis ULTERIORI LINK CONSIGLIATI: Corso introduttivo di sismologia http://www.essc.psu.edu/~ammon/HTML/Classes/IntroQuakes/Notes/eas193_ncnts.html http://www.essc.psu.edu/~ammon/HTML/Classes/IntroQuakes/Notes/eas193_ncnts.html Introduttivi alle scienze della terra, con interessanti sezioni di sismologia http://pasadena.wr.usgs.gov/office/ganderson/es10/lectures/lnotes.html http://www.seismo.unr.edu/ftp/pub/louie/class/333/index.html http://www.geo.lsa.umich.edu/~crlb/COURSES/107/gs107.html http://pasadena.wr.usgs.gov/office/ganderson/es10/lectures/lnotes.html http://www.seismo.unr.edu/ftp/pub/louie/class/333/index.html http://www.geo.lsa.umich.edu/~crlb/COURSES/107/gs107.html Articoli introduttivi allingegneria sismica http://nisee.berkeley.edu/ http://nisee.berkeley.edu/ Fisica ipertestuale http://230nsc1.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html

23 SyllabusSismologia A Orario Lezioni LunediMartediMercolediGiovedi 9:00 - 11:00 RICEVIMENTO 9:00 - 11:00 RICEVIMENTO 9:00 - 11:00 RICEVIMENTO 9:00 - 11:00 RICEVIMENTO 11:00 - 13:00 LEZIONE AULA: PALAZZINA P, Dipartimento di Scienze della Terra, Via Weiss 4

24 SyllabusSismologia A Esami Lesame consiste in una prova orale vertente sulle tematiche affrontate durante il corso. E richiesta la conoscenza (dinamica e non mnemonica) dei contenuti presentati nel lezioni di didattica frontale, ed arricchiti dal materiale didattico consigliato. Le date, ripartite nei periodi previsti, potranno essere soggette a variazione e pertanto si consiglia un contatto telefonico (o per e-mail) di conferma. Lorario di inizio e solitamente fissato alle 09:30. SESSIONE 17/03 - 18/04 SESSIONE 23/06 - 31/07 SESSIONE 01/09 - 30/09 SESSIONE 01/12 - 21/12 27/03 16/04 24/06 17/07