Onda sísmica

Las ondas sísmicas son ondas de la energía que viajan a través de la tierra y son un resultado de un terremoto, explosión o un volcán que imparte la baja frecuencia energía acústica. Muchas otras fuentes naturales y antropogénicas crean ondas de amplitud bajas comúnmente se refería a vibraciones como ambientales. Las ondas sísmicas son estudiadas por geophysicists llamado sismólogos. Los campos de onda sísmicos son registrados por un seismometer, hidroteléfono (en el agua), o acelerómetro.

La velocidad de propagación de las ondas depende de densidad y elasticidad del medio. La velocidad tiende a aumentar con profundidad y variedades de aproximadamente 2 a 8 km/s en la corteza de la Tierra hasta 13 km/s en la capa profunda.

Los terremotos crean diversos tipos de ondas con velocidades diferentes; alcanzando observatorios sísmicos, sus científicos de ayuda del tiempo de viaje diferentes para localizar la fuente del terremoto hypocenter. En la geofísica la refracción o la reflexión de ondas sísmicas se usan para la investigación en la estructura del interior de la Tierra, y el hombre hecho vibraciones a menudo se genera para investigar estructuras playas, subsuperficiales.

Tipos de ondas sísmicas

Hay dos tipos de ondas sísmicas, onda del cuerpo y ondas superficiales. Otros modos de la propagación de onda existen que los descritos en este artículo, pero tienen la importancia comparativamente menor para ondas llevadas por la tierra, aunque sean importantes en caso de asteroseismology.

Ondas del cuerpo

Las ondas del cuerpo viajan a través del interior de la Tierra. Crean raypaths refractado por la densidad variada y módulo (la rigidez) del interior de la Tierra. La densidad y el módulo, por su parte, varían según temperatura, composición y fase. Este efecto es similar a la refracción de ondas ligeras.

Ondas primarias

Las ondas primarias (P-ondas) son ondas compressional que son longitudinales en la naturaleza. P ondas son ondas de la presión que viajan más rápido que otras ondas a través de la tierra para llegar a estaciones del sismógrafo primero de ahí el nombre "Primario". Estas ondas pueden viajar a través de cualquier tipo del material, incluso fluidos, y pueden viajar en casi dos veces la velocidad de ondas S. En el aire, toman la forma de ondas sonoras, de ahí viajan con la velocidad de sonido. Las velocidades típicas son 330 m/s en el aire, 1450 m/s en el agua y aproximadamente 5000 m/s en el granito.

Ondas secundarias

Las ondas secundarias (S-ondas) son esquilan ondas que son transversales en la naturaleza. Estas ondas llegan a estaciones del sismógrafo después del movimiento más rápido P ondas durante un terremoto y desplazan el perpendicular de la tierra a la dirección de propagación. Según la dirección propagational, la onda puede tomar características superficiales diferentes; por ejemplo, en caso de ondas S horizontalmente polarizadas, la tierra se mueve alternativamente a un lado y luego el otro. S ondas sólo puede viajar a través de sólidos, ya que los fluidos (líquidos y gases) no apoyan esquilan tensiones. S ondas son más lentos que ondas P, y las velocidades son típicamente aproximadamente el 60% de esa de ondas P en cualquier material dado.

Ondas superficiales

Las ondas superficiales (L-ondas) son análogas a olas y viajan a lo largo de la superficie de la Tierra. Viajan más despacio que ondas del cuerpo. A causa de su baja frecuencia, duración larga y amplitud grande, pueden ser el tipo más destructivo de la onda sísmica. Los llaman ondas superficiales porque disminuyen ya que se ponen adelante de la superficie.

Ondas de Rayleigh

Las ondas de Rayleigh, también llamadas el rollo de la tierra, son ondas superficiales que viajan como ondulación con movimientos que son similares a aquellos de ondas en la superficie del agua (note, sin embargo, que el movimiento de la partícula asociado en profundidades playas es retrógrado, y que la fuerza que restaura en Rayleigh y en otras ondas sísmicas es elástica, no gravitacional en cuanto a olas). La existencia de estas ondas fue predita por John Guillermo Strutt, el señor Rayleigh, en 1885. Son más lentos que ondas del cuerpo, aproximadamente el 90% de la velocidad de ondas S para medios elásticos homogéneos típicos.

Ondas de amor

Las ondas de Love horizontalmente se polarizan esquilan ondas (ondas de SH), existencia sólo en la presencia de un medio semiinfinito recubrido por una capa superior del grosor finito. Se nombran por A.E.H. Love, un matemático británico que creó un modelo matemático de las ondas en 1911. Por lo general viajan ligeramente más rápido que ondas de Rayleigh, aproximadamente el 90% de la velocidad de onda S, y tienen la amplitud más grande.

Ondas de Stoneley

Una onda Stoneley es un tipo de la amplitud grande onda de Rayleigh que se propaga a lo largo de un límite sólido y fluido. Se pueden generar a lo largo de las paredes de una perforación llena del fluido, siendo una fuente importante de ruido coherente en VSPs y composición del componente de baja frecuencia de la fuente en el registro sónico.

La ecuación para ondas de Stoneley dio primero el doctor Robert Stoneley (1894 - 1976), el Profesor emérito de la Sismología, Cambridge.

P y ondas S en la capa de la Tierra y corazón

Cuando un terremoto ocurre, los sismógrafos cerca del epicentro son capaces de registrar tanto P como ondas S, pero aquellos a una mayor distancia ya no descubren las altas frecuencias de la primera onda S. Desde esquilan ondas no puede pasar por líquidos, este fenómeno era pruebas originales para el ahora observación bien establecida que la Tierra tiene un corazón externo líquido, como demostrado por Richard Dixon Oldham. Esta clase de la observación también ha sido usada para sostener, por pruebas sísmicas, que la Luna tiene un corazón sólido, aunque reciente geodetic estudios sugieren que el corazón todavía es fundido.

Nota

El camino que una onda toma entre el foco y el punto de observación a menudo se dibuja como un diagrama del rayo. Un ejemplo de esto se muestra en una cifra encima. Cuando las reflexiones se consideran hay un número infinito de caminos que una onda puede tomar. Cada camino es denotado por un juego de cartas que describen la trayectoria y fase a través de la Tierra. En general un mayúsculo denota una onda transmitida y un minúsculo denota una onda reflejada. Parece que las dos excepciones a esto son "g" y "n". La nota se toma de y.

Por ejemplo:

  • ScP es una onda que comienza a viajar hacia el centro de la Tierra como una onda S. Para alcanzar el corazón externo la onda reflexiona como una onda P.
  • el sPKIKP es un camino de onda que comienza a viajar hacia la superficie como una S-onda. En la superficie reflexiona como una P-onda. La P-onda entonces viaja a través del corazón externo, el corazón interior, el corazón externo y la capa.

Utilidad de P y ondas S en localización de un acontecimiento

En caso de terremotos locales o cercanos, la diferencia en las horas de llegada del P y ondas S puede ser usada para determinar la distancia al acontecimiento. En caso de terremotos que han ocurrido a distancias globales, cuatro o más estaciones de observación geográficamente diversas (usando un reloj común) la grabación de llegadas de P-onda permite el cálculo de un tiempo único y posición en el planeta para el acontecimiento. Típicamente, las docenas o hasta cientos de llegadas de P-onda son usados para calcular hypocenters. La disparidad generada por un cálculo hypocenter se conoce como "el residual". Residuals de 0.5 segundo o menos son típicos para acontecimientos distantes, residuals de 0.1-0.2 típicos s para acontecimientos locales, suponiendo que las llegadas P más relatadas encajan hypocenter calculado tan bien. Típicamente un programa de la posición comenzará suponiendo que el acontecimiento ocurriera en una profundidad de aproximadamente 33 kilómetros; entonces minimiza el residual ajustando la profundidad. La mayor parte de acontecimientos ocurren en profundidades más playas que aproximadamente 40 kilómetros, pero unos ocurren tan profundamente como 700 kilómetros.

Una manera rápida de determinar la distancia de una posición al origen de una onda de menos de 200 kilómetros de distancia sísmica es tomar la diferencia en la hora de llegada de la onda P y la onda S en segundos y multiplicarse en 8 kilómetros por segundo. Las series sísmicas modernas usan técnicas de la posición del terremoto más complicadas.

A distancias teleseismic, la primera llegada P ondas ha viajado necesariamente profundamente en la capa, y quizás ha refractado hasta en el corazón externo del planeta, antes de viajar atrás hasta la superficie de la Tierra donde las estaciones seismographic se localizan. Las ondas viajan más rápidamente que si hubieran viajado en una línea recta del terremoto. Esto es debido a las velocidades sensiblemente aumentadas dentro del planeta y se llama el Principio de Huygens. La densidad en el planeta aumenta con la profundidad, que reduciría la marcha de las ondas, pero el módulo de la roca aumenta mucho más, por tanto más profundo significa más rápido. Por lo tanto, una ruta más larga puede tomar un tiempo más corto.

El tiempo de viaje se debe calcular muy exactamente a fin de calcular hypocenter preciso. Desde P movimiento de ondas en muchos kilómetros por segundo, siendo lejos en el cálculo del tiempo de viaje antes de hasta medio segundo puede significar un error de muchos kilómetros en términos de distancia. En la práctica, P llegadas de muchas estaciones se usan y los errores anulan, por tanto el epicentro calculado probablemente para ser completamente exactos, a la orden de 10-50 kilómetros y tanto alrededor del mundo. Las series densas de sensores cercanos como aquellos que existen en California pueden proporcionar la exactitud de aproximadamente un kilómetro, y la mucho mayor exactitud es posible cuando el cronometraje es medido directamente por la correlación enfadada de formas de onda seismogram.

Véase también

  • Ecuación de Adams-Williamson

Enlaces externos


Pez / Karl Koch (hacker)
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