Opdracht 1

Opdracht 1.1 Localisatie van aardbevingen
De P- en S-golven die ontstaan bij een aardbeving verschillen in snelheid en komen daardoor met een zeker
tijdsverschil aan bij een gegeven seismometer (seismograaf). Het verschil in aankomsttijd is een maat voor de
afstand tussen haard en seismometer. In deze eerste opdracht worden de registraties van één bepaalde
aardbeving, zoals gedaan door seismometers opgesteld op drie verschillende plekken op Aarde, gebruikt om de
locatie van het epicentrum te construeren.
Als voorbeeld nemen wij “onze” aardbeving: de aardbeving bij Roermond in 1992. Deze aardbeving vond plaats
op 13 april om ongeveer 03:20 lokale tijd. Dat tijdstip staat gelijk aan 01:20 universele tijd of Greenwich Mean
Time (GMT). De Figuren 1.1.1 en 1.1.2 tonen samen 5 seismogrammen van de aardbeving. De seismogrammen
zijn afkomstig van Duitse, Belgische en Nederlandse seismometers. Het is een selectie van de vele registraties
die wereldwijd zijn gedaan van deze beving (inclusief, bijvoorbeeld, in Californië en Australië). Het epicentrum
wordt het meest nauwkeurig bepaald m.b.v. gegevens van nabij gelegen stations en daarom hebben wij er hier 5
van uitgekozen. De seismogrammen zijn afkomstig uit Bochum (code BUG), Wibrin (WIB), Losser (NE31),
Lessen (LES) en Clausthal (CLZ). Figuur 1.1.3 geeft de lokaties van de seismometers met hun codenaam.
De seismogrammen in Figuren 1.1.1 en 1.1.2 zijn weergegeven vanaf het referentie-tijdstip 1 uur, 20 minuten en
15 seconden (01:20:15) GMT. Figuur 1.1.4 toont een grafiek van de reistijden van de P- en S-golf voor
epicentrale afstanden van 0 tot 500 km. Hierbij is aangenomen dat de aardbeving op een diepte van ca. 18 km in
de aardkorst plaatsvond. We zien dat het tijdsverschil tussen de P- en de S-golf toeneemt met de epicentrale
afstand. We kunnen dus uit het tijdsverschil van de P- en S-golf de epicentrale afstand berekenen.
1.1a Bepaal het epicentrum van de beving van Roermond door middel van de volgende stappen:
• Kies in ieder van de 5 seismogrammen het moment van aankomst van de P-golf en bepaal het verschil
in aankomsttijd tussen P- en S-golf. De S-golf is moeilijk te identificeren en is al aangegeven.
• Gebruik Figuur 1.1.4 om voor ieder station de epicentrale afstand te bepalen.
• Trek nu op de kaart van Figuur 1.1.3 rondom ieder station een cirkel met straal gelijk aan de
bijbehorende epicentrale afstand. Let op: de afstandschaal van Figuur 1.1.3 en 1.1.4 zijn hetzelfde zodat
afstanden direct kunnen worden overgenomen op de kaart. Het epicentrum bevind zich daar waar de
cirkels elkaar gemiddeld genomen snijden.
1.1b Het is nu ook mogelijk het tijdstip van de aardbeving nauwkeurig te bepalen:
• Bepaal de aankomsttijd van de P-golf bij één van de seismometers.
• Bepaal de reistijd van de P-golf voor de betreffende epicentrale afstand (Figuur 1.1.4).
• Trek de reistijd af van de aankomsttijd van de P-golf: dat geeft je het tijdstip waarop de aardbeving
plaatsvond.
0
10
20
30
40
50
60
70
10
20
30
40
50
60
70
BUG
WIB
NE31
0
Tijd vanaf 01:20:15 GMT [s]
Figuur 1.1.1
0
10
20
30
40
50
60
70
10
20
30
40
50
60
70
LES
CLZ
0
Tijd vanaf 01:20:15 GMT [s]
Figuur 1.1.2
100 km
3˚
4˚
5˚
6˚
7˚
8˚
9˚
10˚
11˚
53˚
53˚
NE31
52˚
CLZ
52˚
BUG
Roermond
51˚
51˚
LES
WIB
50˚
50˚
3˚
4˚
5˚
6˚
7˚
8˚
9˚
10˚
11˚
Figuur 1.1.3
0
100
200
300
400
500
100
100
80
80
60
60
P−golf
40
40
20
20
0
0
0
100
200
300
Afstand tot Epicentrum [km]
400
500
Reistijd [s]
S−golf
Figuur 1.1.4