Тщательное изучение характера сейсмических волн, позволяет предупредить эпицентр землетрясения, его силу и степень разрушения. Что даёт возможность предпринять какие-то опережающие действия.

Что такое сейсмоволны и как они формируются

Сейсмическая волна – это акустическая энергия, проходящая через слои земли. Она возникает в результате любого волнения внутри земной коры, в ходе механического воздействия на горные породы. Это: извержение вулкана, землетрясение, оползень, большой взрыв, движение магмы.

Скорость, с которой она распространяется, зависит от нескольких показателей. В первую очередь это её тип. На быстроту продвижения также влияют плотные и упругие свойства породы, сквозь которую она проходит.

Типы сейсмических волн

Сейсмические волны, которые возникают при землетрясениях и приводят твёрдую породу к деформации сжатия или растяжения, называются продольными. Их обозначают буквой P. Они также называются первичными потому, что во время толчков сейсмические станции их регистрируют первыми.

Продольные характеризуются большой скоростью и имеют тенденцию к увеличению по мере углубления к центру планеты. Так в верхней части Земли они продвигаются со скоростью примерно 4-5 км/ч, а в центральной части её скорость равна 11 км/ч. Характер их движения схож со звуковыми волнами. Они без труда проходят как через любые твёрдые породы, так и через жидкости. Схожесть волн со звуковыми заключается ещё в том, что при выходе ближе к поверхности их могут услышать животные или люди.

сейсмические волны возникают при

Их разрушительная сила невелика. От неё лопаются стёкла в окнах и слышен грохот.

Когда твёрдое тело при деформации сдвигается, возникают поперечные волны (S). Поперечные имеют скорость в 1,7 раза меньше, чем у продольных. Они не могут проходить через жидкости, такие как магма или воды океана.

Поперечные, смещающие поверхность грунта, в зависимости от их скорости и амплитуды, могут привести к большим разрушениям.

P и S волны считаются объёмными.

Кроме них есть ещё поверхностные сейсмоволны, которые распространяются вдоль земной поверхности, не проникая на глубину более 160 км. Их обозначают, как L-волны или длинные. Длинные волны сильнее, чем объёмные влияют на характер разрушений. Но их сила ослабевает в зависимости от нахождения очага землетрясения: чем он дальше, тем они слабее. Длинные волны распространяются со скоростью 3,2-4,4 км/с и приходят позже объёмных.

Их также различают два вида: Рэлея и Лява сейсмические волны. Воздействие последних происходит горизонтально, приводя к разрушениям зданий. Волны Рэлея движутся по эллипсу.

виды сейсмических волн

P и S волны могут быть отражёнными и преломлёнными. Так как планета состоит из слоёв, отличающихся по составу и твёрдости, то это влияет на характер движения P и S волн. Они возвращаются обратно к поверхности, если встречают на своём пути изменения упругости и плотности. При постепенной смене этих характеристик возникает преломление волны (как луча солнца в воде), а при резкой – отражение (как источника света от зеркала).

Зачем ведется наблюдение сейсмических волн?

Изучением возникновения толчков земли занимается наука сейсмология. Сейсмологи изучают характер сейсмических волн. Для этого они используют следующие приборы: сейсмометры, гидрофоны, акселерометры, сейсмографы. С помощью их они могут определить местонахождение эпицентра землетрясения. Если он находится близко, то по разнице между прибытием P и S волн можно определить дистанцию, на которой расположен очаг возмущения земной коры.  Если эпицентр находится далеко, то для более точных показателей, используют записи с нескольких приборов наблюдательных станций. Для этого они должны быть синхронизированы во времени, чтобы точно записывать прибытие P-волн.

При анализе отражённых и преломлённых волн учёные узнают о различных свойствах слоёв Земли.

Время распространения волн позволяет изучить строение среды, а их амплитуда - процессы, происходящие в очаге извержения. Эти данные используются в сейсмической разведке.

Сейсмология позволяет не только определить силу землетрясения и расстояние, на котором находится эпицентр. Данные о волнах позволяют изучить состав недр Земли, её внутреннюю структуру.