Распространение - сейсмическая волна
Cтраница 1
 |
Характер перемещения продольной ( а и поперечной ( б упругих волн. [1] |
Распространение сейсмических волн является важнейшим, если не единственным, источником информации о строении недр Земли. [2]
Распространение сейсмических волн в однородной изотропной среде подчиняется принципу Ферма, согласно которому время пробега волны вдоль луча меньше времени пробега волны вдоль любого другого пути. [3]
Распространение возникших сейсмических волн в значительной степени зависит от характера окружающих пород. Опыт показал, что в некоторох геологических условиях сейсмическая ударная волна относительно однообразно распространяется по всем радиальным направлениям, в других условиях, наоборот, заметна тенденция фокусировки сейсмической энергии в определенном направлении. В результате создается ясно выраженная асимметрия в амплитуде сейсмического толчка. [4]
 |
Схема прохождения упругих волн через геосферы. [5] |
Скорости распространения сейсмических волн достигают здесь максимальных для нашей планеты значений: для волн Р около 13 6 км / ч, для волн S приблизительно 7 3 км / с. Полагают, что равномерное нарастание скорости с глубиной обусловлено в основном ростом давления и свидетельствует об однородном строении нижней мантии. Здесь отмечается некоторое снижение скорости распространения продольных волн ( до 12 6 км / с), что, вероятно, является следствием изменений, обусловленных переходом к внешнему ядру Земли. [6]
Исследование распространения сейсмических волн внутри Земли позволяет изучать глубинное строение нашей планеты. Простейшая схема подобных исследований состоит в следующем. В каком-либо месте внутрь грунта помещают заряд, после чего производят подземный взрыв. Распространяясь во все стороны от места взрыва, сейсмические волны достигают различных слоев внутри Земли. На границе каждого из них возникают отраженные волны. Эти волны возвращаются к поверхности Земли, где регистрируются на специальных сейсморазведочных станциях. Таким образом, например, было установлено, что недра Земли можно разделить на три основные области: земную кору, мантию и ядро. Измерения показали, что на глубине около 2800 км ( на границе между мантией и ядром) скорость продольных волн скачком уменьшается с 13 6 до 8 1 км / с, а скорость поперечных волн - с 7 3 км / с до нуля. Непропускание ядром поперечных волн означает, что внешняя область ядра является не твердой, а жидкой. [7]
Скорость распространения сейсмических волн зависит от плотности а, модуля Юнга Е и коэффициента Пуассона стп горных пород. Величина т изменяется в основном от 1 5 до 3 1 г / см3, что мало влияет на изменение скорости упругих волн, так как а входит в формуле (4.1) под знаком корня. Модуль Е может различаться в сотни раз для пород разного литологического состава. Однако колебания 0П оказывают существенное влияние на скорость. [8]
Скорость распространения сейсмических волн зависит от среды и характеризуется в твердых породах для продольных волн величиной порядка 4 - 6 км / сек. [9]
Скорость распространения сейсмической волны в менее плотных породах заметным образом снижается: например, для известняков эта скорость составляет всего лишь около 2 4 км / сек; в рыхлых породах она обычно не превосходит 1 км / сек. Вместе с тем увеличивается размах ( амплитуда) волны, что ведет, в свою очередь, к повышению опасности от землетрясения. [10]
Эти особенности распространения сейсмических волн проявляются, в частности, в том, что продольные волны имеют большую скорость, чем поперечные. Кроме того, последние не распространяются в жидкой среде, где упругое сопротивление сдвигу отсутствует. [12]
Задача о распространении плоской сейсмической волны в силу своей относительной простоты позволяет провести большую серию расчетов и изменять параметры задачи в необходимом диапазоне значений. Амплитуда граничного сигнала составляет г 12 м / с, что соответствует пластической волне для рассматриваемой в расчетах скальной породы. Для изучения взаимодействия волны с разломом при неразрушающих нагрузках были проведены также расчеты с г р3м / с. [13]
Различия в скорости распространения сейсмических волн значительны. Если в районе, удаленном от очага землетрясения на 10 тыс. км, продольная волна будет зарегистрирована примерно через 13 мин после начала землетрясения, то поперечная волна - только через 22 - 23 мин. Значения скоростей распространения сейсмических волн, таким образом, превышают 6 - 8 км / с продольных и 3 - 5 км / с для поперечных волн. Поэтому ная волна от землетрясения регистрируется первой и обо; буквой Р ( от лат. [14]
Скорость и характер распространения сейсмических волн определяются свойством горных пород. Распространяясь в толщах земли, сейсмические волны встречают на своем пути горные породы с различными упругими свойствами, т.е. с различной плотностью. На границах раздела толщ горных пород различной плотности происходит частичное отражение сейсмических волн, а частично волны, преломляясь, проходят внутрь залегающей толщи пород. [15]
Страницы: 1 2 3 4