原位地震波速度与衰减的长期观测

以压电换能器作为超声波源,在日本三浦湾海岸一处洞室内,对12m距离范围内的原位压缩波速度与衰减进行了为期1年的连续观测。我们首次检测到波速与衰减的周期性变化,其变化幅度分别为0.3%和4%,这和全日与半日的月潮与日潮是一致的。这种周期性变化也和海潮负荷引起的原位区域应变变化相吻合;而应变变化本身可由观测场地100m以外的应变记录估算得到。每当区域应变相对最大(扩张)时,波速都会达到相对最小,而衰减变为相对最大。这意味着原位岩石中孔隙或裂纹的开合导致了这些周期性变化。波速变化显示出了明显的14天的周期性,与大潮和小潮的周期相一致,这是由于波速改变对潮汐应变改变的非线性响应而引起的,表现为波速改变依赖于潮汐膨胀离开其峰值的快慢。