ベルを叩くと、発生する定在波パターンが音を生み出すのと同様に、大きな地震(通常はマグニチュード7.5以上)後に地球では定在波が発生します。これらの定在波(いわゆる正常モード)によって生じる振動は、地球の表面の変位を測定する機器である地震計で測定できます。得られる周波数測定値は、地球の内部にある物質に関連付けることができます。これは、ベ

大きな地震が発生してその正常なモードが刺激されると、1つの定在波ではなく、多数の定在波が発生します。楽器のアナロジーに従って、異なる波は異なる方向の基本音や倍音と見ることができます。

これらの定在波は、2つの数字で名称付けします。1つは半径方向の順序、もう1つは周波数です。nそして角度順序私異なる正常モードを特定するために。これらのモードはいずれも地球の異なる深さに敏感です。地球が完全に対称で、構造が深さによってのみ変化するとしたら、異なる場所で測定した音は同じになるでしょう。これはピュアベルの場合と同じです。

しかし、プレートテクトニクスとマントル対流の存在により、地球の内部に三次元構造が生じます(地震断層写真で視覚化されています - 参照)。https://www.thingiverse.com/thing:3254056したがって、地球はひび割れた鐘のようであり、純音では共鳴しません。私たちが測定を行う場所によって、各正常モードの異なる周波数変動を測定し、それをいわゆるスプリッティング関数マップとして可視化します。

通常、異なる深度に敏感な正常モードは、その周波数変動マップに異なるパターンを示します。この事実は、地球の構造がどのように変化するかをマッピングし、マントルとコアのダイナミクスに関連する質問に答えるために使用されます。

ここでは、地球のさまざまな領域に敏感な3つの異なる正常モードの3D印刷可能なモデルを提供しています。

ノーマルモード 0S26(Koelemeijer et al., GRL, 2013によって測定されたもの): この正常モードは、上部マントルの構造に敏感です(約50～500 kmの深さ)。高い周波数(地形の低み)は、東南アジアと南アメリカの下に見られ、これらは通常、深い潜り込み(そしておそらく冷たい高密度の物質)の場所です。非常に低い周波数の地形の高みは、中央アフリカ

ノーマルモード 2S16(Koelemeijerら、GRL、2013年によって測定)：この正常モードは、下部マントルの構造に敏感です(約2,000～3,000 kmの深さ)。非常に低い周波数の地形的高地は、太平洋とアフリカの下に観測されており、これらは地震速度が低く、おそらく高温物質が存在する2つの地域です。高い周波数の地形低地は、太平洋を取り囲む環状の地域で

ノーマルモード 13S6(Deuss et al., GJI, 2013によって測定された): この正常モードは、内核の構造に敏感です(約5150～6371 kmの深さ)。この正常モードは、極地で高周波数(極地の地形低地)と赤道近くで低周波数(極地の地形高地)によって圧縮されたように見えます。これは、内核に敏感な正常モードの典型的なパターンであり、これは方向に依存した速度変動(異方性)

印刷の指示

すべての地球儀は2つの半分で提供され、サポートなしで印刷でき、印刷後にスーパーグルーで接着することができます。

モード02s16には、印刷中にオプションのネオジム磁石を挿入できるスペースがあります。これらは180度の回転対称性を示すように配列されています。これを含めるように印刷を設定する方法の詳細については、こちらをご覧ください。https://www.thingiverse.com/thing:3561651これには、使用する磁石の種類を含むすべての必要な情報が含まれています。ただし、この機能が不要または不要な場合は、空洞のまま地球儀を印刷すれば問題ありません。

備考：

見てください。https://www.thingiverse.com/thing:356165102s16グローブに磁石を埋め込む方法の詳細についてはこちらをご覧ください。

表面のトポグラフィーが細かく、方向の変化が多いので、印刷の境界線はきれいにそしてゆっくりと印刷しましょう。慎重に調整された最初の層の高さは、良いシームを生み出すでしょう。

サポート材料は必要ありません。インテリアの最上部が少し垂れ下がることがありますが、これはモデルのインテリアになり、問題ではないはずです。

これをどうやってデザインしたか

この地球儀は、シリーズの他の地球儀を含め、Blenderで球体にバンプマップ/ディスプレイスメントマップを適用してUVマッピングを使用して作成されています(参照)。https://github.com/jeffwinterbourne/3D_globes/方法論のために

バンプマップ自体は、Generic Mapping Toolsを使って白黒の画像を生成し、Pythonで合成して作成されました。地球儀は空洞にしておき、Autodesk Meshmixerを使って印刷用に2つに切り分けました。

カテゴリー: 物理学と天文学