Ähnlich wie wenn eine Glocke geschlagen wird und die entstehenden stehenden Wellenmuster einen Ton erzeugen, entstehen auf der Erde nach starken Erdbeben (typischerweise mit einer Stärke von 7,5 oder mehr) stehende Wellen. Die Vibrationen, die diese stehenden Wellen (sogenannte Normalmoden) erzeugen, können mit Seismometern gemessen werden - Instrumenten, die die Verlagerung der Erdoberfläche messen. Die daraus resultierenden

Wenn ein Erdbeben großen Ausmaßes auftritt und seine normalen Moden erregt, erhalten wir nicht nur eine stehende Welle, sondern eine Vielzahl von ihnen. Um bei der Analogie zu Musikinstrumenten zu bleiben, können die verschiedenen Wellen als der Grundton und Obertöne in verschiedenen Richtungen betrachtet werden.

Wir benennen diese stehenden Wellen mit zwei Zahlen: der radiale Ordnungnund eckige Ordnunglum verschiedene Normalmoden zu identifizieren. Jeder davon ist empfindlich gegenüber unterschiedlichen Tiefen in der Erde. Wenn die Erde vollständig symmetrisch wäre und die Struktur nur mit der Tiefe variieren würde, wäre der Schall, den wir an verschiedenen Orten gemessen haben, derselbe, genau wie es bei einer reinen Glocke der Fall wäre.

Allerdings führt die Existenz von Plattentektonik und Mantelkonvektion zu dreidimensionalen Strukturen innerhalb der Erde (wie in der seismischen Tomographie visualisiert - siehehttps://www.thingiverse.com/thing:3254056). Die Erde ist daher eher wie eine rissige Glocke und schwingt nicht mit reinen Tönen. Je nachdem, wo wir unsere Messungen durchführen, messen wir für jeden Normalmodus unterschiedliche Frequenzschwankungen, die wir als sogenannte Splitting-Function-Map visualisieren.

Typischerweise zeigen normale Modi, die auf unterschiedliche Tiefen empfindlich reagieren, unterschiedliche Muster in ihren Frequenzvariationkarten. Diese Tatsache wird genutzt, um zu kartieren, wie sich Strukturen in der Erde verändern, und um Fragen im Zusammenhang mit der Dynamik des Mantels und des Kerns zu beantworten.

Hier stellen wir 3D-druckbare Modelle von drei verschiedenen Normalmodi zur Verfügung, die für verschiedene Regionen im Inneren der Erde sensibel sind:

Normaler Modus 0S26(gemessen von Koelemeijer et al., GRL, 2013): Dieser Normalmodus ist empfindlich gegenüber Strukturen im oberen Mantel (~50 – 500 km Tiefe). Hohe Frequenzen (topographische Tiefpunkte) werden unter Südostasien und Südamerika beobachtet, die typischerweise Orte tiefer Subduktion sind (und wahrscheinlich kaltes, dichtes Material enthalten). Sehr niedrige Frequenzen

Normaler Modus 2S16(gemessen von Koelemeijer et al., GRL, 2013): Dieser Normalmodus ist empfindlich gegenüber Strukturen im unteren Mantel (~ 2000 - 3000 km Tiefe). Sehr niedrige Frequenzen topographischer Erhebungen werden unter dem Pazifik und Afrika beobachtet, zwei Regionen mit niedrigen seismischen Geschwindigkeiten und wahrscheinlich heißem Material. Hohe Frequenzen (topographische Tiefen) werden in einem Ring um den

Normaler Modus 13S6(gemessen von Deuss et al., GJI, 2013): Dieser Normalmodus ist empfindlich gegenüber Strukturen im inneren Kern (~ 5150 - 6371 km Tiefe). Dieser Normalmodus erscheint an den Polen gequetscht aufgrund hoher Frequenzen (topographische Tiefen) an den Polen und niedriger Frequenzen (topographische Höhen) in der Nähe des Äquators. Dies ist ein charakteristisches Muster von Normalmodi, die für den inner

Druckanweisungen

Alle Globen werden in 2 Hälften geliefert, die ohne Unterstützung gedruckt werden und nach dem Drucken mit Sekundenkleber zusammengeklebt werden können.

Beachten Sie, dass Modus 02s16 Platz für optionale Neodym-Magnete bietet, die während des Druckens eingefügt werden können. Diese sind so ausgerichtet, dass die 180-Grad-Drehsymmetrie demonstriert werden kann - für Details zum Einrichten Ihres Drucks, um dies einzuschließen, siehe bittehttps://www.thingiverse.com/thing:3561651Die alle notwendigen Informationen enthält, einschließlich der zu verwendenden Magnete. Allerdings, wenn Sie diese Funktionalität nicht wollen/brauchen, sollte der Globus einfach gut mit den Hohlräumen gedruckt werden.

Hinweise:

Siehe Sache.https://www.thingiverse.com/thing:3561651Für Details darüber, wie man Magnete auf den 02s16-Globus einbaut.

Drucken Sie die Umrisse schön und langsam, um Klingeln und Geisterbilder zu vermeiden, da die Oberflächentopografie detailliert ist und viele Richtungsänderungen enthält. Eine sorgfältig kalibrierte erste Schichtdicke wird eine gute Naht ergeben.

Kein Stützmaterial ist erforderlich - der oberste Teil des Innenraums mag ein wenig schlaff sein, aber das wird zum Innenraum des Modells und sollte kein Problem sein.

Wie ich das entworfen habe

Diese Globen, einschließlich der anderen in der Serie, wurden erstellt, indem eine Bump-Map / Displacement-Map auf eine Kugel in Blender unter Verwendung von UV-Mapping angewendet wurde (siehehttps://github.com/jeffwinterbourne/3D_globes/

Die Bump-Map selbst wurde erstellt, indem Schwarz-Weiß-Bilder mit den Generic Mapping Tools generiert und mit Python zusammengesetzt wurden. Globen wurden ausgehöhlt und in zwei Teile geschnitten, um mit Autodesk Meshmixer gedruckt zu werden.

Kategorie: Physik & Astronomie