Põhiline teadus

Seismiline laine

Seismiline laine
Seismiline laine
Anonim

Seismiline laine, maavärina, plahvatuse või muu sarnase energiaallika tekitatud vibratsioon, mis levib Maa sees või piki seda. Maavärinad tekitavad nelja peamist tüüpi elastseid laineid; kaks, mida tuntakse kehalainetena, liiguvad Maa sees, teised kaks, mida nimetatakse pinnalaineteks, liiguvad mööda maapinda. Seismograafid registreerivad seismiliste lainete amplituudi ja sageduse ning annavad teavet Maa ja selle aluspinna struktuuri kohta. Seismiliste uuringute käigus salvestatud kunstlikult tekitatud seismilisi laineid kasutatakse andmete kogumiseks nafta ja gaasi geoloogilises uurimistöös ja inseneritöödel.

maavärin: seismilised lained

Maavärinaallika tekitatud seismilised lained liigitatakse tavaliselt kolme põhitüüpi. Kaks esimest, P

Kehalainetest on primaarsel ehk P-lainel suurem levimiskiirus ja see jõuab seismilise salvestusjaamani kiiremini kui sekundaarne ehk S-laine. P-lained, mida nimetatakse ka surve- või pikilaineteks, annavad edastavale keskkonnale - olgu see vedel, tahke või gaasiline - edasi-tagasi liikumise levimisraja suunas, venitades või surudes keskkonda laine läbimisel üks punkt sarnaselt õhus olevate helilainete omaga. Maal liiguvad P-lained kiirusega umbes 6 km (3,7 miili) sekundis pinnakihis kuni umbes 10,4 km (6,5 miili) sekundis Maa tuuma lähedal, umbes 2900 km (1800 miili) pinnast allpool. Kui lained sisenevad südamikku, langeb kiirus umbes 8 km-ni (5 miili) sekundis. Maa keskpunkti lähedal kasvab see kiirusega umbes 11 km (6,8 miili) sekundis. Kiiruse suurenemine sügavusega tuleneb suurenenud hüdrostaatilisest rõhust, samuti kivimi koostise muutustest; üldiselt põhjustab suurenemine P-lainete liikumist kaardus radadel, mis on nõgusad ülespoole.

S-lained, mida nimetatakse ka nihke- või põiklaineteks, põhjustavad tahkete keskkondade punkte liikumist edasi-tagasi levimissuunaga risti; laine möödudes nihkub keskkond kõigepealt ühes suunas ja seejärel teises suunas. Maal tõuseb S-lainete kiirus pinnal umbes 3,4 km-lt (2,1 miili) sekundis südamiku piiri lähedale 7,2 km-ni (4,5 miili) sekundis, mis vedelana ei suuda neid edastada; tõepoolest, nende täheldatud puudumine on kaalukas argument välimise südamiku vedela olemuse kohta. Sarnaselt P-lainetega liiguvad ka S-lained kumerate radadega, mis on nõgusad ülespoole.

Kahest pinnapealsest seismilisest lainest rändavad armastuslained - nimetatud Briti seismoloogi AEH Love järgi, kes ennustas nende olemasolu esmalt - kiiremini. Need levivad siis, kui pinna lähedal asuval tahkel keskkonnal on erinevad vertikaalsed elastsed omadused. Söötme nihkumine laine poolt on levimissuunaga täiesti risti ja sellel pole vertikaalseid ega pikisuunalisi komponente. Armastuselainete energia, nagu ka teiste pinnalainete energia, levib allikast pigem kahes suunas, mitte kolmes, ja seega annavad need lained seismilistes jaamades tugeva ülevaate isegi siis, kui need pärinevad kaugetest maavärinatest.

Teisi peamisi pinnalaineid nimetatakse Rayleighi laineteks pärast Briti füüsikut Lord Rayleigh'it, kes esmakordselt nende olemasolu matemaatiliselt demonstreeris. Rayleigh-lained liiguvad mööda elastse tahke aine, näiteks Maa vaba pinda. Nende liikumine on pikisuunalise kokkusurumise ja laienemise kombinatsioon, mille tulemuseks on pinnal olevate punktide elliptiline liikumine. Kõigist seismilistest lainetest levisid Rayleighi lained kõige enam aja jooksul, andes seismograafidel pika laine kestuse.