Найти тему

Для геологов и не только. Шпаргалки-запоминалки.Часть 5-3-1(2).

Может быть кому-то будет интересно узнать некоторые подробности о P- и S-волнах, о которых я вкратце написала в этой статье.

Итак, повторимся. Естественные и искусственные возмущения Земли генерируют волны энергии, называемые сейсмическими волнами. Сейсмограф измеряет интенсивность сейсмических волн. Существует несколько типов сейсмических волн, таких как P и S. Различия между ними позволяют ученым измерить силу и местоположение возмущения.

Основные различия между P-волнами и S-волнами - это скорости волн, типы волн, возможности перемещения и размеры волн.

Первичные волны (Р-волны) - это волны сжатия (давления), которые являются продольными по своей природе и распространяются по земле быстрее других волн. Они первыми достигают сейсмографических станций, отсюда и название "первичные". Р-волны движутся со скоростью от 1 до 14 км в секунду. Они могут проходить через любой тип материала, включая жидкости, и распространяются почти в 1,7 раза быстрее, чем S-волны . В воздухе они принимают форму звуковых волн, следовательно, распространяются со скоростью звука.

Вторичные волны (S-волны) - это сдвиговые волны, которые по своей природе являются поперечными. После землетрясения S-волны вторыми достигают сейсмографических станций вслед за более быстрыми P-волнами и смещают грунт перпендикулярно направлению распростра-нения, причем грунт может попеременно смещаться то в одну, то в другую сторону. S-волны распространяются значительно медленнее, от 1 до 8 км в секунду и обычно их скорость составляет около 60% от скорости P-волн в любом исследуемом материале. S-волны могут распространяться только через твердые тела, поскольку текучие среды (жидкости и газы) не выдерживают напряжения сдвига. Именно поэтому отсутствие S-волн во внешнем ядре Земли предполагает его жидкое состояние.

Появление и поведение сейсмоволн графически отражается на сейсмограммах, которые записываются сейсмографами, установленными на всех сейсмических станциях мира.

Пример типичной  сейсмограммы. slide-share.ru
Пример типичной сейсмограммы. slide-share.ru

Разница во времени прибытия первичных и вторичных волн, записанных на различных сейсмостанциях, помогает геологам определить местоположение землетрясения с помощью годографов (от греч. hodos — путь, движение и grapho — пишу).

Годограф является основным материалом как для сейсмологии, так и для сейсмического метода разведки месторождений.
Определение эпицентра землетрясения. Слева на картинке- сейсмограммы P и S- волн с трех станций, расстояние между которыми известны. По оси Х- время в секундах. Справа- типичный годограф. slide-share.ru
Определение эпицентра землетрясения. Слева на картинке- сейсмограммы P и S- волн с трех станций, расстояние между которыми известны. По оси Х- время в секундах. Справа- типичный годограф. slide-share.ru

В России все изменения в земной коре и на ее поверхности постоянно фиксируются Единой геофизической службой РАН и, в случае серьезного землетрясения, обработанные данные и результаты мгновенно передаются в соответствующие наземные службы для оценки ущерба и оказания помощи населению.

Пример визуализации места эпицентра землетрясения на Алтае.
Пример визуализации места эпицентра землетрясения на Алтае.
В итоге, мы теперь знаем, что первичные Р-волны распространяются быстрее, движутся продольно, проходят сквозь твердые частицы, жидкости и газы и наносят меньший ущерб из-за небольшой длительности воздействия. Вторичные S-волны распространяются медленнее, движутся вверх-вниз, могут сдвигать грунт в разные стороны, распространяются только сквозь твердые тела и наносят весомый ущерб из-за более длительного воздействия и непредсказуемых векторов движения.