Recognition of remote velocity anomalies in the upper mantle
Project goals
Plumes are important structures in the earth’s upper mantle that evoke magmatism and increase seismic and volcanic risk at the surface. They are associated with anomalies of low seismic wavespeeds, but many plumes are situated in remote regions, such as under the oceans, where the instrumentation can be insufficient to detect them. Regional or global surface-wave tomography studies image the gross structure of the upper mantle, but its resolution is typically insufficient for the detection of plumes in regions far from seismic networks. We here propose to proceed in the development of a new method of illuminating remote low-velocity anomalies. When surface waves emitted by an earthquake pass such a velocity anomaly, even smaller than the wavelength, the seismic wavefield distorts. Delayed and advanced parts interfere, creating stripe-like pattern of various observables. Arrival-angle deviations, precisely measured across large dense seismic networks far away from the anomaly, allow for localization of the anomaly and for determining its shape and strength.
Keywords
upper mantleplumesvelocity anomaliesseismic surface wavesdiffractioninterferenceAdriaArray
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202300001
Main participants
Geofyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
23-06370S
Alternative language
Project name in Czech
Zjišťování vzdálených rychlostních anomálií ve svrchním plášti
Annotation in Czech
Plumy tvoří významnou součást zemského pláště. Způsobují změny magmatismu a zvyšují seismické a vulkanické ohrožení na povrchu. Jsou spojeny s anomálním snížením seismických rychlostí, ale nacházejí se často v odlehlých oblastech, např. pod oceány, kde jsou kvůli nedostatečnému pokrytí seismickými stanicemi těžko odhalitelné. Regionální a globální tomografie z povrchových vln dokáže zobrazit hrubou strukturu pláště, ale její rozlišení nebývá dostatečné ke studiu plášťových plum daleko od seismických sítí. Navrhujeme pokračovat ve vývoji nové metody pro zobrazování odlehlých nízkorychlostních anomálií. Poté, co povrchové vlny vyzářené zemětřesením projdou nízkorychlostní anomálií, která může být i menší než je vlnová délka, vlnové pole se deformuje. Zpožděné a zrychlené části pole vytvářejí interferenční obrazec různých veličin v podobě proužků. Odchylky směru příchodu vln, přesně změřené pomocí velké husté sítě seismických stanic, která může být daleko od anomálie, dovolují lokalizovat tuto anomálii a určit její tvar a velikost.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2023
Realization period - end
Dec 31, 2025
Project status
K - Ending multi-year project
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GA-R
Data delivery date
Feb 21, 2025
Finance
Total approved costs
4,394 thou. CZK
Public financial support
4,394 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 394 CZK thou.
Public support
4 394 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Geology
Solution period
01. 01. 2023 - 31. 12. 2025