118. Элементы сейсмологии (сейсмические волны, их характеристики).

Сейсмология – наука, изучающая все естественные движения, которые регистрируются сейсмографами на поверхности Земли. В отличие от нее, сейсмика – это метод исследования недр, основанный на изучении и регистрации упругих колебаний (искусственно вызванных). В том и другом случае анализируются сейсмические волны, которые возбуждаются упругим импульсом, возникшим в недрах Земли или на ее поверхности естественным или искусственным путем. Центр образования импульса называется очагом землетрясения, фокусом, или гипоцентром. В гипоцентре происходит разрядка напряжений и освобождение энергии, что сопровождается обратимыми деформациями, распространяющимися в горных породах в виде упругих колебаний или сейсмических волн. Очаг излучает спектр колебаний с периодами от десятков секунд до сотых долей секунды, которые распространяются в недрах Земли и уже через 20 минут достигают противоположной точки земного шара. Сейсмические волны – низкочастотные звуковые волны в твердой упругой Земле. Они делятся на объемные (охватывают весь земной шар) и поверхностные (концентрируются вдоль поверхности Земли). В образовании продольных волн принимают участие 2 параметра: упругость на сдвиг(изгиб) и упругость на сжатие. В образовании поперечных только упругость на изгиб. Наибольший интерес для изучения глубинной структуры земного шара представляют объемные волны. Их распространение во многом идентично прохождению световых лучей в оптических средах. Ученые вывели формулу для вычисления скоростей волн: υp=√(k+4/3μ)/ρ для продол. волн и υs=√ μ/ρ для попер., где k-модуль сжатия, μ-модуль сдвига, ρ-плотность вещества.

Обычно пределы скоростей распространения продольных волн варьируются от 5 до 13,8 км/с, поперечных – (3,2-7,3 км/с), а поверхностных – (2-4,5 км/с).

В точку наблюдения первыми приходят продольные волны, поэтому их называют первичными, или волнами Р (primary), а поперечные волны – вторичными, или волнами S (secondary). Объемные волны, возникающие в гипоцентре, расходятся от него во все стороны. Отдельно взятое направление, по которому распространяются продольные и поперечные волны, называется сейсмическим лучом. Сейсмические лучи проходят от очага землетрясения к эпицентру и антиэпицентру. Эпицентр – точка на поверхности Земли, расположенная на кратчайшем расстоянии от гипоцентра; антиэпицентр – диаметрально противоположная точка.