Seismiske bølger: Primær-, sekundær- og overfladebølger

Efter at have læst denne artikel vil du lære om primære, sekundære og overflade seismiske bølger.

Bølge bevægelse er en velkendt bevægelse observeret af os. Når en sten smides i en pool, forstyrres vandoverfladen, hvor stenen rammer og krusninger bevæger sig udad fra forstyrrelsespunktet. Dette bølgebår fremstilles ved bevægelse af vandpartiklerne i nærheden af ​​krusningerne.

Vandet flyder imidlertid ikke rigtigt i den retning, hvor krusningerne bevæger sig. For eksempel vil en kork placeret på overfladen bob op og ned, men vil ikke bevæge sig væk fra sin oprindelige position. Forstyrrelsen overføres kontinuerligt ved de korte frem og tilbage bevægelser af vandpartikler, som giver bevægelse til partikler længere fremme.

På denne måde bærer vandbølgerne energi fra den brudte overflade, hvor stenen blev droppet, til kanten af ​​poolen, hvor de bryder kraftigt. Jordskælvsbevægelser er ret analoge. Den ryster vi oplever er vibrationerne af de elastiske sten ved energien i seismiske bølger.

Når en elastisk krop, såsom en sten rammes af et slag, produceres to typer elastiske bølger, og disse bølger rejser ud fra kilden. Den første type bølge er nøjagtig den samme i sine fysiske egenskaber som en lydbølge.

Lydbølgerne overføres ved hjælp af alternative kompressioner (pushes) og dilationer (trækker) på luften. Da væsker og klipper som gasser kan komprimeres, bevæger den samme type bølge gennem vandkroppe som oceaner og søer og gennem den faste jord.

Ved jordskælv overføres bølger af denne type udadtil med samme hastighed i alle retninger fra fejlbruddet, skiftevis komprimering og udvidelse af klippen gennem hvilken de rejser. Partiklerne af klippen bevæger sig fremad og bagud i retning af udbredelse af disse bølger - dvs. partiklerne bevæges vinkelret på bølgefronten.

Forskydningen fremad og bagud er bølgeamplituden. I seismologi kaldes denne type bølge en P-bølge eller trykbølge eller primærbølge eller langsgående bølge. P-bølgen er en hurtig kropsbølge, der bevæger sig gennem jordens indre og kommer først til optagestationen.

Denne bølge kan gå gennem væske eller gas; i fast sten har den større hastighed på større dybder, hvor klipperne er mere elastiske. Af denne grund kan det rejse hurtigere gennem havbassinerne end gennem de kontinentale masser. P-bølgens hastighed er fra 5, 5 til 13, 8 kilometer pr. Sekund.

I modsætning til luft, der kan komprimeres, men ikke skåret, tillader elastiske materialer en anden type bølge at propagere, der skærer og vrider materialet. Når der produceres ved et jordskælv, kaldes denne bølge en S-bølge eller sekundærbølge eller forskydningsbølge eller Transversalbølge. Bergens opførsel under S-bølgens passage er helt forskellig fra dens adfærd under passagen af ​​P-bølger.

Dette skyldes, at S-bølgerne involverer forskydning i stedet for kompression, og S-bølgerne bevæger bjergpartiklerne tværgående til udbredelsesretningen. På grund af S-bølge kan rockbevægelserne være i et lodret eller vandret plan, og disse bølger ligner de tværgående bevægelser i lysbølger.

Faste stoffer, væsker og gasser modstår volumenændring, når de komprimeres og elastisk fjeder tilbage, når kraften er fjernet. Derfor kan P-bølger, som er kompressionsbølger, rejse gennem alle disse materialer.

Omvendt S-bølger ryste partiklerne vinkelret på deres kørselsretning. I modsætning til P-bølger, som midlertidigt ændrer volumenet af det mellemliggende materiale ved vekselvis at komprimere og udvide det, ændrer S-bølger midlertidigt formen af ​​materialet, der overfører dem.

Da væsker (gasser og væsker) ikke reagerer elastisk på forandringer i form, vil de ikke overføre S-bølger. Denne skarpe kontrast i egenskaberne af P- og S-bølger kan bruges til at detektere tilstedeværelsen af ​​væskezoner dybt i jorden.

S-bølgen er en langsommere kropsbølge end P-bølgen. Rejser gennem det indre af jorden, det er det andet, der kommer til optagestationen. Denne bølge har en hastighed på 3, 2 til 7, 3 kilometer per sekund. (Den kombinerede virkning af P- og S-bølger, der forekommer i jordskælv, frembringer sådanne virkninger, der er fraværende i den fysiske opførsel af enten lyd eller lys.

En tredje type bølge dannet af jordskælv er L-bølge eller lang bølge eller overfladebølge. Disse bølger er komplekse, sinuøse, bølgende bølger, der bevæger sig langs jordens overflade. Som overfladebølger rejser langs jorden, forårsager de jorden og alt hviler på det for at bevæge sig, ligesom havene svulmer kaste et skib.

Ud over deres op og ned bevægelse. Overfladebølger har også en side-til-side bevægelse i et vandret plan. Sidstnævnte bevægelse er særlig skadeligt for fundamentet af strukturer. Denne bølge kan have nok energi til at gå mere end en gang rundt om jorden. Hastigheden af ​​overfladebølgen er 4 til 4, 4 km pr. Sekund, der varierer med densiteten af ​​klippen.

Diagram der viser forskellen i ankomsttidspunktet for P, S og L bølger ved en seismografisk B.

Hastigheder af P og S Bølger:

Hastigheden af ​​P-bølger afhænger af både massemodulet og klippemodulet af klippen. Dette skyldes, at P-bølger involverer både kompression af mediet og skæringen.

P-bølgehastigheden er givet af,

De forskellige hastigheder af P og S bølger kan bruges til at lokalisere fokus F for et jordskælv. Da S-bølgen bevæger sig langsommere end P-bølgen, er forskellen i ankomsttider mellem P- og S-bølgerne proportional med afstanden fra stationen, som jordskælvet opstod. Det punkt, hvor vibrationerne stammer, er fokus, og punktet på overfladen lige over er epicenteret.