Сейсмічні хвилі в земній корі.

Пружні хвилі в твердому середовищі.

Сейсмоприймачі. Корпус приладу закінчується сталевим штирем, який встромляється в землю і забезпечує надійний акустичний контакт з нею.

Схема Сейсмоприймачі.

<

>

Ми звикли вважати земну поверхню чимось міцним і непорушним. Однак в землі безперервно виникають і згасають хвилі, іменовані сейсмічними. Мова йде не тільки про катастрофічні потрясіння земної кори при землетрусах, навіть коливання трави під вітром породжують хвилі - мікросейсми, які помічають і реєструють прилади.

У твердій середовищі є два види опорів зовнішніх механічних впливів: опір зміні обсягу і опір зрушенню, зміни форми елементів середовища. Тому в однорідному з-тропних (з однаковими характеристиками у всіх точках простору і в усіх напрямках в ньому) просторі можуть поширюватися хвилі двох типів - відповідні зміни обсягу елемента середовища і зміни його форми. Хвилі першого типу називаються поздовжніми (або хвилями стиснення або розтягування) або P-хвиль (ppima) - при землетрусах і вибухах вони приходять першими. Хвилі другого типу, що приходять пізніше, називаються поперечними ми або S-хвиль (sekonda). P -хвиля поширюється зі швидкістю V p = √ (λ + 2μ) / ρ, а S-хвиля -з швидкістю Vs = √μ / ρ, де λ і μ - пружні постійні середовища, а p - її щільність. Максимальна швидкість поперечної хвилі в твердому середовищі V s = 0,7 V p, а в рідинах і газах S -хвиля не поширюється взагалі.

Коливання, пов'язані з S-хвиль, можуть відбуватися в двох взаємно-перпендикулярних площинах. Тому їх можна розділити на складові - наприклад, паралельну земної поверхні і перпендикулярну їй. Вони існують окремо і називаються відповідно плоскополяризоване SH- і SV-хвиль.

За вільної поверхні середовища можуть поширюватися ще й поверхневі хвилі двох типів. Одні зміщують середу в вертикальній площині, інші - в горизонтальній (хвилі з вертикальною і з горизонтальною поляризацією). Характерний приклад хвилі першого типу - хвиля Релея, яка рухається зі швидкістю C R ≈ 0,9 V s. У романах Фенімора Купера індіанці заздалегідь дізнаються про наближення вершників, прикладаючи вухо до землі: вони чують саме релєєвського хвилю.

За межі поділу двох твердих середовищ - півпростору і порівняно тонкого шару - може йти поперечна, чисто зсувна хвиля Лява. А коли на таку кордон падає S- або P -хвиля, виникають відразу чотири хвилі - дві відображені і дві заломлені, які позначаються як PP, SS і так далі. Якщо ж при відображенні або ламанні на кордоні хвиля змінює тип, її називають обмінної.

У лабораторних умовах хвилі реєструють п'єзоелектричними датчиками; в польових - сейсмоприемниками.

Пружні P- і S-хвилі успішно використовуються при аналізі землетрусів, для геофізичних досліджень, пошуку корисних копалин (в першу чергу нафти і газу), у фізиці твердого тіла. А нічний хижак - скорпіон мільйони років назад "навчився" з їх допомогою полювати за здобиччю.

Див. В номері на ту ж тему ст. ЯК СКОРПІОН ЗНАХОДИТЬ ЖЕРТВУ