Что такое сейсмические волны

СЕЙСМИ́ЧЕСКИЕ ВО́ЛНЫ

Том 29. Москва, 2015, стр. 677

Скопировать библиографическую ссылку:

СЕЙСМИ́ЧЕСКИЕ ВО́ЛНЫ, вы­зван­ные зем­ле­тря­се­ния­ми или взры­ва­ми уп­ру­гие вол­ны, рас­про­стра­няю­щие­ся в те­ле Зем­ли. Обу­слов­ле­ны уп­ру­ги­ми си­ла­ми, воз­ни­каю­щи­ми в твёр­дой сре­де вслед­ст­вие её де­фор­ма­ции: де­фор­ма­ции сжа­тия – рас­тя­же­ния при­во­дят к воз­ник­но­ве­нию про­доль­ных С. в. (Р-волн), де­фор­ма­ции сдви­га – к воз­ник­но­ве­нию по­пе­реч­ных С. в. (S-волн). Ско­рость по­след­них при­мер­но в 1,7 раза мень­ше ско­ро­сти Р-волн. По­это­му Р-вол­ны пер­вы­ми ре­ги­ст­ри­ру­ют­ся на сейс­ми­че­ских стан­ци­ях ; их на­зы­ва­ют пер­вич­ны­ми С. в., а S-вол­ны – вто­рич­ны­ми. В жид­кой сре­де (напр., в жид­ком яд­ре Зем­ли) мо­гут рас­про­стра­нять­ся толь­ко Р-вол­ны. Ско­рость Р-волн из­ме­ня­ет­ся от ок. 4 км/с в верх­ней тол­ще Зем­ли до ок. 11 км/с в её цен­тре. Вол­ны Р и S яв­ля­ют­ся объ­ём­ны­ми. Вдоль по­верх­но­сти Зем­ли рас­про­стра­ня­ют­ся так­же по­верх­но­ст­ные С. в. (вол­ны Рэ­лея, Ля­ва вол­ны ), воз­ни­каю­щие за счёт ин­тер­фе­рен­ции объ­ём­ных волн. Ам­пли­ту­да по­верх­но­ст­ных С. в. за­ту­ха­ет с глу­би­ной. Их осн. энер­гия рас­про­стра­ня­ется в верх­нем слое Зем­ли тол­щи­ной поряд­ка дли­ны вол­ны, при­чём лишь в двух из­ме­ре­ни­ях. По­это­му они за­ту­ха­ют с рас­стоя­ни­ем мед­лен­нее, чем объ­ём­ные, и пре­об­ла­да­ют на сейс­мо­грам­мах, за­ре­ги­ст­ри­ро­ван­ных на боль­ших рас­стоя­ни­ях от ис­точ­ни­ка. Ско­ро­сти по­верх­но­ст­ных С. в. за­ви­сят от час­то­ты и все­гда мень­ше скоро­стей объ­ём­ных С. в. Пе­рио­ды по­верх­но­ст­ных С. в. – от еди­ниц до со­тен се­кунд, макс. ам­пли­ту­да со­от­вет­ст­ву­ет пе­рио­ду ок. 20 с.

Источник

Сейсмические волны

Полезное

Смотреть что такое «Сейсмические волны» в других словарях:

Сейсмические волны — см. Волны сейсмические. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978. Сейсмические волн … Геологическая энциклопедия

СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ — упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений, взрывов и др. источников. Продольные сейсмические волны волны сжатия (колебания частиц среды осуществляются в направлении сейсмического луча); поперечные сейсмические волны… … Большой Энциклопедический словарь

Сейсмические волны — упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений и взрывов. EdwART. Словарь терминов МЧС, 2010 … Словарь черезвычайных ситуаций

сейсмические волны — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN earth wavesearthquake waves … Справочник технического переводчика

сейсмические волны — Продольные и поперечные упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений, взрывов и других источников … Словарь по географии

сейсмические волны — упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясении, взрывов и других источников. Продольные сейсмические волны волны сжатия (колебания частиц среды осуществляются в направлении сейсмического луча); поперечные сейсмические… … Энциклопедический словарь

СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ — упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясении, взрывов и др. источников. Продольные С. в. волны сжатия (колебания частиц среды осуществляются в направлении сейсмич. луча); поперечные С. в. волны сдвига (колебания частиц… … Естествознание. Энциклопедический словарь

обменные волны, перемежающиеся сейсмические волны — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN alternating waves … Справочник технического переводчика

Волны — Волны: а одиночная волна; б цуг волн; в бесконечная синусоидальная волна; l длина волны. ВОЛНЫ, изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в этой среде и несущие с собой энергию. Основное свойство всех волн, независимо от их… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ВОЛНЫ ПРОХОДЯЩИЕ — сейсмические волны, распространяющиеся из одной среды в другую через границу раздела. Наблюдая скорость проходящей волны, можно определить положение пересекаемых ею слоев, в которых скорости ее различны. Геологический словарь: в 2 х томах. М.:… … Геологическая энциклопедия

Источник

Сейсмическая волна

Скорость распространения волн зависит от плотности и упругости среды. Скорость имеет тенденцию к росту по мере углубления, в земной коре она составляет 2—8 км/с, а при углублении до мантии — 13 км/с.

Землетрясения создают разные типы сейсмических волн с разной скоростью. Волна фиксируется на ряде сейсмологических станций, и по разнице во времени учёные вычисляют эпицентр. В геофизике преломление или отражение сейсмических волн используется для изучения глубин Земли, искусственные волны используются для исследования подземных структур.

Содержание

Типы сейсмических волн

Есть два главных типа: объёмные волны и поверхностные волны. Кроме описанных ниже есть и другие, менее значимые типы волн, которые вряд ли можно встретить на Земле, но они имеют важное значение в астросейсмологии.

Объёмные волны

Они проходят через недра Земли. Путь волн преломляется различной плотностью и жёсткостью подземных пород.

P-волны

P-волны (первичные волны) — продольные, или компрессионные волны. Обычно их скорость в два раза быстрее S-волн, проходить они могут через любые материалы. В воздухе они принимают форму звуковых волн, и, соответственно, их скорость становится равной скорости звука. Стандартная скорость P-волн — 330 м/с в воздухе, 1 450 м/с в воде и 5 000 м/с в граните.

S-волны

S-волны (вторичные волны) — поперечные волны. Они показывают, что земля смещается перпендикулярно к направлению распространения. В случае горизонтально поляризованных S-волн земля движется то в одну сторону, то в другую попеременно. Волны этого типа могут действовать только в твёрдых телах.

Поверхностные волны

Поверхностные волны несколько похожи на волны воды, но в отличие от них они путешествуют по земной поверхности. Их обычная скорость значительно ниже скорости волн тела. Из-за своей низкой частоты, времени действия и большой амплитуды они являются самыми разрушительными изо всех типов сейсмических волн. Они бывают двух типов: волны Рэлея и волны Лява.

P- и S-волны в мантии и ядре

Когда происходит землетрясение, сейсмографы вблизи эпицентра записывают S- и P-волны. Но на больших расстояниях обнаружить высокие частоты первой S-волны невозможно. Поскольку поперечные волны не могут проходить через жидкости, на основании этого явления Ричард Диксон Олдхэм выдвинул предположение, что Земля имеет жидкое внешнее ядро. По этому виду исследования в дальнейшем было выдвинуто предположение, что у Луны твёрдое ядро, но недавние геодезические исследования показывают, что оно ещё расплавлено.

Использование P- и S- волн для локации землетрясения

В случае локальных или близлежащих землетрясений разница прибытия P- и S- волн может использоваться для обнаружения дистанции от события. В случае глобальных землетрясений четыре или более наблюдательных станций, синхронизированных по времени, записывают время прибытия P-волн. На основе этих данных можно вычислить эпицентр в любой точке планеты. Для определения гипоцентра используется больший объем данных (десятки или сотни записей прибытия P-волн с сейсмических станций).

Самый простой способ узнать место землетрясения в радиусе 200 км — это высчитать разницу в прибытии P- и S- волн в секундах и умножить ее на 8. Но на телесейсмических дистанциях этот способ не подходит потому, что высока вероятность того, что сейсмические волны углубились до мантии Земли и преломились, изменив свою скорость.

Ссылки

Это заготовка статьи по географии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. Это примечание по возможности следует заменить более точным.

Полезное

Смотреть что такое «Сейсмическая волна» в других словарях:

СЕЙСМИЧЕСКАЯ ВОЛНА — СЕЙСМИЧЕСКАЯ ВОЛНА, ударная волна, создаваемая ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯМИ или искусственными взрывами. Скорость и направление сейсмической волны меняется в зависимости от того, через какое вещество она проходит (вид горной породы, расплавленное ядро Земли… … Научно-технический энциклопедический словарь

сейсмическая волна — Упругая волна в геологической среде [ГОСТ 16821 91] Тематики сейсморазведка … Справочник технического переводчика

Сейсмическая волна — Сейсмическая волна: Упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений и взрывов. Источник: БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ. ПРИРОДНЫЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ГОСТ 22.0.03 97/ГОСТ Р 22.0.03 95 (утв … Официальная терминология

сейсмическая волна — seisminė banga statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. earth quake wave; seismic wave vok. Erdbebenwelle, f; seismische Welle, f rus. сейсмическая волна, f pranc. onde seismique, f; onde sismique, f … Fizikos terminų žodynas

сейсмическая волна — 3.2.7. сейсмическая волна: Упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений и взрывов. Источник: ГОСТ Р 22.0.03 95: Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Природные чрезвычайные ситуации. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Сейсмическая волна — упругое колебание, распространяющееся в грунтовой среде от очагов землетрясений, взрывов или иных источников импульсных нагрузок … Гражданская защита. Понятийно-терминологический словарь

кратная (сейсмическая) волна — Ндп. многократная волна Сейсмическая волна, совершившая два или более отражений от границ раздела геологических сред, включая поверхность Земли [ГОСТ 16821 91] Недопустимые, нерекомендуемые многократная волна Тематики сейсморазведка … Справочник технического переводчика

поперечная (сейсмическая) волна — S волна Сейсмическая волна, за фронтом которой колебания частиц среды происходят в направлении, перпендикулярном к направлению ее распространения [ГОСТ 16821 91] Тематики сейсморазведка Синонимы S волна … Справочник технического переводчика

преломленная (сейсмическая) волна — проходящая волна Сейсмическая волна, преломившаяся на границе раздела двух геологических сред [ГОСТ 16821 91] Тематики сейсморазведка Синонимы проходящая волна … Справочник технического переводчика

продольная (сейсмическая) волна — Р волна Сейсмическая волна, за фронтом которой колебания частиц среды происходят в направлении ее распространения. [ГОСТ 16821 91] Тематики сейсморазведка Синонимы Р волна … Справочник технического переводчика

Источник

Сейсмические колебания и их влияние на организм

Разделы страницы о сейсмовибрациях и сейсмоволнах:

Виды сейсмических волн

Различают поверхностные и объемные сейсмические волны. В свою очередь объемные волны различаются на продольные (P-волны) и поперечные (S-волны).

В случае локальных или близлежащих землетрясений разница прибытия P- и S- волн может использоваться для обнаружения дистанции от события

Физические характеристики сейсмических волн

Скорость распространения волн зависит от плотности и упругости среды. Она имеет тенденцию к росту по мере углубления, в верхней части земной коры составляет 2—8 км/с, а при погружении до уровня мантии — 13 км/с.

Влияние волн от землетрясений на организм человека

Влияние геомагнитных колебаний на здоровье человека

Еще в начале века А. Л. Чижевский выявил чувствительность нервной системы человека к колебаниям солнечной активности. При возрастании солнечной активности изменяется функциональное состояние нервной системы, нервно-психический тонус человека. Недаром в дни повышения солнечной активности увеличивается количество несчастных случаев, происходит обострение психических заболеваний, повышается смертность от инфарктов миокарда и инсультов.

Но что такое повышение солнечной активности для Земли? Это изменения в геомагнитном поле, увеличение поглощения радиоволн в ионосфере и другие явления. Задолго до эры спутников было известно, что качество земной радиосвязи зависит от событий на Солнце

Воздействие электромагнитных излучений на человека

Организм человека реагирует как на изменение естественного геомагнитного поля, так и на воздействие электромагнитных излучений (ЭМИ) от многочисленных и разнообразных техногенных источников. Реакция организма может варьироваться как по мере увеличения, так и снижения воздействия ЭМИ, в ряде случаев приводя к выраженным изменениям в состоянии здоровья и генетическим последствиям.

Всемирная Организация Здравоохранения рекомендует беременным женщинам меньше взаимодействовать с предметами электроники (компьютер, телевизор, телефон, микроволновая печь), потому что воздействие электромагнитного излучения делает будущую маму вялой и раздражительной, а также влияет на иммунную систему, поэтому женщины подвержены частым простудным заболеваниям. ВОЗ выдвинула допустимый уровень силы электромагнитного поля, он составляет 0,3-0,4 микротеслы. Самые большие мкТл излучает телевизор и кондиционер, поэтому будущей маме лучше оградить себя от такой техники на время беременности (телевизор рекомендовано смотреть на расстоянии 2 метров), также стоит находиться подальше от работающей микроволновой печи и электрического чайника, их поле достигает 8 микротесл.

В специальной литературе, опубликованной в нашей стране и за рубежом, указываются следующие проявления вредоносного воздействия электромагнитного излучения на организм человека:

Биологическое действие электромагнитных полей

Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности электромагнитного поля во всех частотных диапазонах. Биологические эффекты воздействия ЭМП на организм человека зависят от частоты и длины волны излучения, интенсивности ЭМП, продолжительности и периодичности облучения, комбинированного и суммарного воздействия ЭМП и других факторов. Сочетание обозначенных параметров может давать существенно различающиеся последствия в реакции организма.

При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия.

При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см 2 ) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма людей: нервная, иммунная, эндокринная и половая.

Работающие с МП и ЭМП, а также население, живущее в зоне действия ЭМП жалуются на раздражительность, нетерпеливость. Через 1-3 года у некоторых появляется чувство внутренней напряженности, суетливость. Нарушаются внимание и память.

Но ЭМП может не только нарушать, но и стимулировать работу живых клеток, в т.ч. ускоряя или замедляя их рост и деление. Самыми чувствительными органами человека, воспринимающими воздейсьтвия электро-магнитных полей, являются:

Воздействие акустических излучений на человека

Одним из важнейших экологических факторов для человека являются акустические (механические) колебания. К ним относятся разного рода шумы и музыка. Влияние их может быть как позитивным, так и негативным.

К природным акустическим источникам относятся шум речной воды, ветра в ветвях деревьев, гомон птиц и другие звуки. В большинстве своем они оказывает благотворное влияние на психофизическое состояние человека. А городские и производственные шумы (гул моторов, стук и скрежет металла, разного рода резкие сигналы) десинхронизируют систему организма, что проявляется в чувстве усталости, раздражения и болезненных ощущениях в разных частях тела.

Имеется мнение, что колокольный звон обладает бактерицидным действием, очищая воздух от микробов и бактерий, которые гибнут, когда их собственные частоты колебаний попадают в резонанс с частотами колокольного звона. В буддистских храмах, например, после службы помещение обходят с барабанным боем, флейтами и гонгами для очищения воздуха.

Французские ученые экспериментально доказали, что звуки определенной частоты убивают раковые клетки. Исследования звуковых частот в порядке хроматической гаммы показали, что звучание той или иной ноты изменяет цвет и форму клеток, которые связаны с изменением ее частоты излучения. Нота «до» вытягивает клетку в длину, звучание «ре» меняет окраску, делая клетку очень яркой. Это согласуется с представлением древней китайской медицины о том, что 12 парных энергетических каналов соотносятся с 12-ступенчатым звуковым музыкальным рядом, т.е. каждому каналу соответствует своя тональность.

Влияние на людей звуковой волны высокой частоты (ультразвука)

В процессе ультразвукового исследования (УЗИ) фиксируется воздействие на организм звуковой волны значительной частоты (3,5-5 Мгц).

Влияние на людей звуковой волны низкой частоты (инфразвука)

Инфразвук действует за счет резонанса: частоты колебаний при многих процессах в организме лежат в инфразвуковом диапазоне: сокращения сердца 1-2 Гц; дельта-ритм мозга (состояние сна) 0,5-3,5 Гц; альфа-ритм мозга (состояние покоя) 8-13 Гц; бета-ритм мозга (умственная работа) 14-35 Гц.

При совпадении частот внутренних органов и инфразвука, соответствующие органы начинают вибрировать, что может сопровождаться сильнейшими болевыми ощущениями. Биоэффективность для человека частот 0,05 — 0,06, 0,1 — 0,3, 80 и 300 Гц объясняется резонансом кровеносной системы.

Восприимчивость вибраций организмом человека

До сих пор нет единого мнения о тех границах частот колебаний, которые соответствуют тому или иному их действию на организм человека. Есть предложение делить колебания на собственно колебания и вибрации. Колебания отличаются более низкой частотой (предположительно до 15—18 гц) и тем, что организм улавливает отдельные циклы (периоды). Вибрациями называют колебания более высокой частоты, воспринимаемые слитно. Границы вибрационной чувствительности человеческого организма составляют 15—1500 гц.

Источник

ВОЛНЫ СЕЙСМИЧЕСКИЕ

В г. п. могут происходить упругие и пластические деформации, но малость и кратковременность изучаемых в сейсморазведке и сейсмологии деформаций позволяет рассматривать Землю в целом, земную кору и слагающие ее геол. объекты как идеально упругие среды. Упругость идеально упругой среды характеризуется любой из пар упругих констант: l и m (константы Лямэ, см. Упругость ); модулем Юнга (Е) и коэффициентом Пуассона (m ); скоростями продольных (V P ) и поперечных (Vs) волн. Основным законом теории упругости является закон Гука, предполагающий линейную зависимость между деформацией и напряжением, коэф. пропорциональности которой служат упругие константы.

Важнейшим свойством В. с. является свойство суперпозиции (наложения), согласно которому в любой обл. среды может распространяться независимо друг от друга любое число волн. Распространение упругих деформаций в идеально упругой среде описывается волновым уравнением, которое для однородной среды имеет вид:

где r — плотность среды, — вектор смещения частиц среды, t — время, D — оператор Лапласа, q — дилатация (относительное расширение элементарного объема среды). Для однородной среды характерны два независимо распространяющихся типа движения: продольное смещение p, характеризующееся наличием только сжатия и расширения элементарных объемов среды, и смещение s, связанное только с вращением элементарных объемов. Первое вызывает продольные, второе — поперечные волны, характеризующиеся уравнениями

В этих уравнениях V p — скорость распространения продольной, a V s — скорость распространения поперечной волны. Они связаны с упругими константами соотношениями

Скорость распространения продольных волн выше скорости распространения поперечных волн, а их отношение зависит от упругих свойств среды. В средах, где модуль сдвига m = 0 (жидкость, газ), поперечные волны не возникают. Продольные волны в настоящее время представляют наибольший интерес в сейсморазведке, поперечные волны имеют большое значение для познания состояния вещества в подкоровых слоях Земли. При наличии точечного источника возмущения образуются сферические волны. На большом расстоянии от источника, где направления смещений частиц являются практически параллельными, В. с. можно рассматривать на ограниченном участке как плоские, что значительно упрощает теорию. При описании и изображении В. с. применяется метод фронтов-лучей (см. Фронт волны, Луч сейсмический ). Совокупность положений фронтов в разл. моменты времени образует поле времен, изображаемое на плоскости в виде изохрон. Изучение геометрии фронтов и лучей составляет геометрическую сейсмику. При падении продольных и поперечных волн на свободную (дневную) поверхность на ней возникают свободные колебания, распространяющиеся в виде поверхностных волн. Одним из типов поверхностных волн являются волны Релея. При изучении движения В. с. в реальных средах учитывается наличие в них сейсмических границ, на которых упругие свойства среды и плотность изменяются скачком. При падении упругой волны на границу раздела двух сред возникает от двух до четырех вторичных волн: две отраженные в первой среде — продольная и поперечная и две преломленные (проходящие) во второй среде — продольная и поперечная. Амплитуда смещений вторичной волны пропорциональна амплитуде падающей волны. Коэф. отражения (преломления) является функцией угла падения и соотношения акустических жесткостей (волновых сопротивлений) сред. Условием образования отраженных волн, используемых в методе отраженных волн, является неравенство акустических жесткостей. В случае, когда скорость во второй среде больше скорости в первой среде при некотором угле падения a 1 ³ a кр (см. Угол критический ) наступает явление полного внутреннего отражения. В этом случае образуется головная волна, распространяющаяся вдоль границы, используемая в методе преломленных волн. В непрерывных средах (см. Среды непрерывные ) образуются проходящие волны рефрагированные, изучение которых играет значительную роль при определении скоростного разреза.

Кроме того, при распространении В. с. наблюдается явление дифракции, в результате чего возникают дифрагированные волны (волны огибания). Источниками дифракции являются изломы и шероховатости сейсмических границ, включения тел неправильной формы и т. д. При определенных соотношениях скоростей продольных и поперечных волн и углов их падения на границу образуются волны обменные, изменяющие на границе свой тип. Обменные волны играют важную роль в сейсмологии и сейсморазведке. В реальной слоистой среде возникают волны многократно отраженные, пути пробега которых бывают весьма сложными, что затрудняет проведение сейсморазведки. Применение специальной сейсмической аппаратуры и методических приемов позволяет освободиться от большинства волн-помех и выделить полезные волны. См. Признаки сейсмических волн динамические, Признаки сейсмических волн кинематические. Ю. И. Изварин, К. А. Некрасова.

Источник