Μελέτη της τρισδιάστατης επιφανειακής δομής της βόρειας Μυγδονίας λεκάνης με την τομογραφική αντιστροφή επιφανειακών κυμάτων από καταγραφές μικροθορύβου

Περίληψη

Τα τελευταία χρόνια έχει πραγματοποιηθεί σημαντική πρόοδος στη χρήση της τεχνικής της τομογραφικής αντιστροφής καταγραφών μικροθορύβου σε γεωτεχνική κλίμακα (εκατoντάδες μέτρα). Η παρούσα διατριβή επικεντρώνεται στην εφαρμογή της τεχνικής στη μελέτη της τρισδιάστατης (3D) δομής των επιφανειακών στρωμάτων της βόρειας Μυγδονίας λεκάνης. Αρχικά, γίνεται μία αναφορά στην γεωλογία της περιοχής μελέτης και παρατίθενται αποτελέσματα προηγούμενων ερευνών της γεωφυσικής της δομής. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο της εργασίας, δηλαδή η φύση των επιφανειακών κυμάτων και του μικροθορύβου, βασικές έννοιες της θεωρίας της αντιστροφής, οι θεμελιώδεις αρχές της σεισμικής τομογραφίας και προηγούμενες εφαρμογές της τεχνικής σε κλίμακα φλοιού και γεωτεχνική κλίμακα. Παρουσιάζεται η επεξεργασία των δεδομένων, από την συλλογή τους κατά την εγκατάσταση ενός προσωρινού δικτύου σεισμογράφων στην περιοχή, μέχρι την εξαγωγή των πειραματικών καμπυλών διασποράς. Υπολογίζονται οι χρόνοι διαδρομής των επιφανειακών κυμάτων Lοve σε συνάρτηση
με την απόσταση, οι οποίοι παρουσιάζουν εξαιρετική διακύμανση λόγω της τρισδιάστατης δομής της λεκάνης και πολύπλοκων φαινομένων κυματικής διάδοσης. Τέλος, υπολογίζονται οι χωρικές κατανομές των ταχυτήτων ομάδας των κυμάτων Lοve για ένα σημαντικό εύρος συχνοτήτων και γίνεται μία προσπάθεια ερμηνείας της χωρικής τους κατανομής, σε σχέση με την γεωλογική δομή και τεκτονική της λεκάνης.

Λέξεις-κλειδιά: Tομογραφική αντιστροφή, επιφανειακά κυμάτα, μικροθόρυβος, εδαφικός θόρυβος, Μυγδονία λεκάνη, Γεωφυσική διασκόπηση, γεωτεχνική μελέτη

Over the past years, there have been several advances over ambient noise cross-correlation tomography for geotechnical approach. The present thesis focus on the application of the method for the three-dimensional (3D) study of shallow structure of nothern Mygdonia basin. First, the geology of the broader area and older geophysical studies are discussed. The next chapter refers to the nature of surface waves and microtremor, fundamendals of inversion theory and seismic tomography and presents several applications of ambient noise cross-corelation tomography for shallow and crust studies. Later, we discuss the data collection and processing by installing a local network and applying several corrections to the raw data. We find that traveltimes for Love waves show significant spatial variability as function of the 3D structure of the
basin and wavefield phenomena. The determined spatial variation of Love waves group velocities show a large dependency over the geologic structure of the basin and reveal useful information about its tectonics.

Keywords: Tomographic inversion, surface waves, microtremor, ambient noise, cross-correlation, Mygdonia basin, Geophysical survey, geotechnical study