Seismiska vågor: Primär-, sekundär- och ytvågor

Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om primära, sekundära och yta seismiska vågor.

Vågrörelse är en välbekant rörelse som observerats av oss. När en sten kastas i en pool störs vattnets yta där stenen slår och krusningar rör sig utåt från störningsplatsen. Detta tåg av vågor produceras genom rörelse av vattenpartiklarna i närheten av krusningarna.

Vattnet flyter dock inte riktigt i den riktning som krusningarna går. Till exempel kommer en kork som placeras på ytan bob upp och ner men kommer inte att röra sig bort från sin ursprungliga position. Störningen överförs kontinuerligt genom korta fram och tillbaka rörelser av vattenpartiklar, vilket ger rörelse till partiklar längre framåt.

På detta sätt bär vattenvågorna energi från den trasiga ytan, där stenen släpptes, till kanten av poolen där de bryts kraftigt. Jordbävnings motion är ganska analoga. Den skakning vi upplever är vibrationerna hos de elastiska stenarna av energin i seismiska vågor.

När en elastisk kropp, som en sten slår med ett slag, produceras två typer av elastiska vågor och dessa vågor reser ut från källan. Den första typen av våg är exakt densamma i sina fysikaliska egenskaper som en ljudvåg.

Ljudvågorna överförs av alternativa kompressioner (pushes) och dilations (pulls) på luften. Eftersom vätskor och stenar, som gaser kan komprimeras, reser samma typ av våg genom vattenkroppar som hav och sjöar och genom den fasta jorden.

Vid jordbävningar sänds vågor av denna typ utåt med samma hastighet i alla riktningar från felbrottet, växelvis komprimera och utvidga berget genom vilket de reser. Partiklarna av berget rör sig framåt och bakåt i riktning mot förökning av dessa vågor, dvs partiklarna rör sig vinkelrätt mot vågfronten.

Förskjutningen framåt och bakåt är vågamplituden. I seismologi kallas denna typ av våg en P-våg eller tryckvåg eller primärvåg eller longitudinell våg. P-vågan är en snabb kroppsvåg som färdas genom jordens inre och kommer först till inspelningsstationen.

Denna våg kan gå igenom vätska eller gas; i fast sten har den större hastighet vid större djup där klipporna är mer elastiska. Av den anledningen kan den resa snabbare genom havsbassängerna än genom kontinentalmassorna. P-vågens hastighet är från 5, 5 till 13, 8 kilometer per sekund.

Till skillnad från luft som kan komprimeras men inte skjuvas tillåter elastiska material en andra typ av våg att föröka sig, som skär och vrider materialet. När den produceras av en jordbävning kallas denna våg en S-våg eller sekundärvåg eller skjuvvåg eller tvärvåg. Bergets beteende under S-vågens passage är helt annorlunda än dess beteende under P-vågornas passage.

Detta beror på att S-vågorna involverar skjuvning i stället för kompression och S-vågorna rör bergpartiklarna tvärs mot utbredningsriktningen. På grund av S-våg kan rockmotionerna vara i vertikalt eller horisontellt plan och dessa vågor liknar tvärgående rörelser i ljusvågor.

Fasta ämnen, vätskor och gaser motstår volymförändring när de komprimeras och kommer elastiskt att springa tillbaka när kraften är borttagen. Därför kan P-vågor som är kompressionsvågor röra sig genom alla dessa material.

Omvänt, S-vågor skakar partiklarna i rät vinkel mot deras färdriktning. Till skillnad från P-vågor, som tillfälligt ändrar volymen av det mellanliggande materialet genom att växelvis komprimera och expandera det, ändrar S-vågor tillfälligt formen på det material som sänder dem.

Eftersom vätskor (gaser och vätskor) inte reagerar elastiskt på förändringar i form, kommer de inte att överföra S-vågor. Denna skarpa kontrast i egenskaperna hos P- och S-vågor kan användas för att detektera närvaron av vätskesoner djupt i jorden.

S-vågan är en långsammare kroppsvåg än P-vågan. Att resa genom jordens inre är det andra som kommer fram till inspelningsstationen. Denna våg har en hastighet på 3, 2 till 7, 3 kilometer per sekund. (Den kombinerade verkan av P- och S-vågor som uppstår vid jordbävningar ger sådana effekter som saknas i det fysiska beteendet hos antingen ljud eller ljus.

En tredje typ av våg som bildas av jordbävning är L-våg eller långvåg eller ytvåg. Dessa vågor är komplexa, sinuösa, vågformiga vågor som reser längs jordens yta. Som ytvågor reser längs marken orsakar de marken och allt som vilar på att flytta, som om havet sväller kasta ett fartyg.

Förutom upp och ner rörelse. Ytvågor har också en sida mot sida rörelse i ett horisontellt plan. Denna senare rörelse är särskilt skadlig för grunden för strukturer. Denna våg kan ha tillräckligt med energi för att gå mer än en gång runt jorden. Ytvågens hastighet är 4 till 4, 4 kilometer per sekund varierande med rockens densitet.

Diagram som visar skillnaden i ankomsttiden för P, S och L vågor vid en seismografisk B.

Hastigheter av P och S vågor:

Hastigheten för P-vågor beror på både bulkmodulen och skjuvmodulen hos berget. Detta beror på att P-vågor involverar både kompression av mediet och skärningen.

P-våghastigheten ges av,

De olika hastigheterna med P- och S-vågor kan användas för att lokalisera fokus F för en jordbävning. Eftersom S-vågan går långsammare än P-vågan är skillnaden i ankomsttider mellan P- och S-vågorna proportionell mot avståndet från stationen som jordbävningen inträffade. Den punkt där vibrationerna härstammar är fokus och punkten på ytan direkt ovan är epicentret.