Разрешение сейсмотомографических исследований
( обзор дается по работе Bijwaard et al, (1998) )
Первые изображения трехмерной структуры земной мантии по данным сейсмотомографии появились в печати в конце 70-х годов. Aki et al. (1977) представили сейсмическую структуру литосферы с размером элементарной ячейки 20 км. В первых изображения всей мантии Sengupta and Toksoz (1976) использовали 10° ячейку, а Dziewonski et al. (1977) использовали сферические гармоники не выше третьего порядка, что соответствует 60° ячейке. Ограничения были обусловлены вычислительной мощностью компьютеров.
Использование более эффективных алгоритмов матричных расчетов позволило в 80-х годах уменьшить размеры ячейки до приблизительно 5°. Вплоть до недавнего времени разрешение глобальных томографических исследований не поднималось выше этого уровня. Точность разложения по сферическим гармоникам также была значительно повышена. Так Nakanishi and Anderson (1982) использовали гармоники вплоть до 7-го порядка, а Woodhouse and Dziewonski (1984) - до 8-го. В дальнейшем разрешение было увеличено до 12 порядка (Su et al., 1994), что приблизительно соответствует 15° ячейке.
Разрешение региональных исследований было выше, многие из них позволяли "увидеть" такие структуры как зоны субдукции, плюмы и восходящие потоки мантийного вещества с характерными масштабами 0.5°-2°.
В последние годы разрешение глобальных сейсмотомографических изображений было повышено вплоть до 1°. Однако, вопрос: действительно ли было достигнуто заявленное разрешение, - требует специальной проверки, которая не была выполнена Zhou (1996) и Van der Hilst et al. (1997) (проверка была проведена только для масшатбов выше 5°). Bijwaard et al (1998) высказали сомнение в том, что два вышеуказанных исследования действительно позволяют разрешить мелкомасштабные структуры на том основании, что на изображениях не видны некоторые хорошо известные зоны субдукции.
Наилучшее на данный момент разрешение в глобальных исследованиях достигнуто голландскими исследователями из Утрехтского университета (Spackman, Bijwaard и др.): до 0.6° в верхней мантии сейсмически активных регионов и до 1.2°-3° ? нижней мантии (падения разрешениии в нижней мантии обусловлено wavefront healing (забыл как переводится на русский А.Е.) и расширением зон Френеля). Данное разрешение было достигнуто за счет использования переменного размера ячейки (изменяемого в зависимости от плотности исходных сейсических данных), использования глобального набора данных Engdahl et al (1998,Bull.Seismol.Soc.Amer.,88,722-743) (наблюдаемые данные в котором единым образом пересчитаны с использованием плотностной модели Земли ak135 из работы Kennet et al., (1995,Geophys.J.Int.,122,108-124)), а также использования комбинации данных P, pP и pwP волн, что позволило избежать усреднения по большим областям и улучшить отношение сигнал-шум.