Землетрясения - это подземные толчки и колебания земной поверхности.

Большей части России разрушительные землетрясения не угрожают - они происходят, главным образом, в горных районах, где земная кора более подвижна и неустойчива, так как горные хребты являются молодыми формированиями, поэтому в таких районах придается важное значение антисейсмическому строительству.

Разрушения зданий и сооружений вызываются как колебаниями почвы, так

Возникающие колебания распространяются в Земле, и, через основания, передаются на сооружения. Разрушительны и гигантские приливные волны (цунами), возникающие при сейсмических смещениях на морском дне. Опасны также и последствия землетрясений – паника, пожары, нарушение транспортного сообщения.

Ежегодно на Земле происходит до ста тысяч землетрясений, фиксируемых приборами; из них люди ощущают около десяти тысяч, причем примерно сто землетрясений приводят к большим землетрясениям, и, в среднем, одно землетрясение в год носит катастрофический характер.

Примером их возможной разрушительной силы может являться землетрясение, произошедшее в Японии 1 сентября 1923 г. Землетрясение охватило площадь около 56 тыс. км². В течение нескольких секунд были практически полностью уничтожены Токио, Йокогама, Йокосука и ещё 8 менее крупных городов. В Токио только пожаром было уничтожено свыше 300 тысяч зданий (из миллиона), в Йокогаме подземными толчками было разрушено 11 тысяч зданий и ещё 59 тысяч сгорело. Ещё 11 городов пострадали менее серьёзно. Из 675 мостов 360 было уничтожено огнём. Токио лишился всех каменных зданий, устоял только отель «Империал», возведенный за год до этого знаменитым Фрэнком Ллойдом Райтом. Этот отель был первым в Японии сейсмоустойчивым каменным зданием. Официальное число погибших — 174 тысячи, ещё 542 тысячи числятся пропавшими без вести, свыше миллиона остались без крова. Общее число пострадавших составило около 4 миллионов. Материальный ущерб, понесённый Японией от землетрясения Канто, оценивается в 4,5 миллиарда долларов, что составляло на тот момент два годовых бюджета страны.

Согласно научной классификации, по глубине возникновения землетрясения делятся на 3 группы: «нормальные» — 33 — 70 км, «промежуточные» — до 300 км, «глубокофокусные» — свыше 300 км.

К последней группе относится землетрясение, которое произошло 24 мая 2013 года в Охотском море, тогда сейсмические волны достигли многих уголков России, в том числе и Москвы. Глубина этого землетрясения достигала 600 км.

ПРИЧИНЫ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Одной из причин землетрясений является быстрое смещение участка литосферы (литосферных плит) как целого в момент релаксации (разрядки) упругой деформации напряжённых пород в очаге землетрясения.

Большинство очагов землетрясений возникает близ поверхности Земли.

При землетрясении в результате перемещения частиц горных пород возникают упругие волны, называемые сейсмическими. Они распространяются в поверхностных слоях Земли с огромной скоростью: продольные – от 5 до 8 км\сек, поперечные – от 3 до 5 км/сек.

Скольжению пород вдоль разлома вначале препятствует трение. Вследствие этого, энергия, вызывающая движение, накапливается в форме упругих напряжений пород. Когда напряжение достигает критической точки, превышающей силу трения, происходит резкий разрыв пород с их взаимным смещением; накопленная энергия, освобождаясь, вызывает волновые колебания поверхности земли — землетрясения.

Землетрясения могут возникать также при смятии пород в складки, когда величина упругого напряжения превосходит предел прочности пород, и они раскалываются, образуя разлом.

Сейсмические волны, порождаемые землетрясениями, распространяются во все стороны от очага подобно звуковым волнам. Точка, в которой начинается подвижка пород, называется фокусом, очагом или гипоцентром, а точка на земной поверхности над очагом — эпицентром землетрясения. Ударные волны распространяются во все стороны от очага, по мере удаления от него их интенсивность уменьшается.

Сейсмические волны делятся на волны сжатия и волны сдвига.

Волны сжатия, или продольные сейсмические волны, вызывают колебания частиц пород, сквозь которые они проходят, вдоль направления распространения волны, обуславливая чередование участков сжатия и разрежения в породах. Скорость распространения волн сжатия в 1,7 раза больше скорости волн сдвига, поэтому их первыми регистрируют сейсмические станции. Волны сжатия также называют первичными (P-волны). Скорость P-волны равна скорости звука в соответствующей горной породе. При частотах P-волн, больших 15 Гц, эти волны могут быть восприняты на слух как подземный гул и грохот.

Волны сдвига, или поперечные сейсмические волны, заставляют частицы пород колебаться перпендикулярно направлению распространения волны. Волны сдвига также называют вторичными (S-волны).

Существует ещё третий тип упругих волн — длинные или поверхностные волны (L-волны). Именно они вызывают самые сильные разрушения.

Скорости сейсмических волн могут достигать 8 км/с.

Сила землетрясения, испытываемая сооружением, зависит от удаления и глубины очага, от геологии местности и гидрогеологии участка застройки.

ВОЗДЕЙСТВИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН НА СООРУЖЕНИЯ

Последствия землетрясений зависят от пространственной жесткости, размеров, формы и веса зданий, а также от количества и характера толчков. Наиболее опасны для зданий горизонтальные составляющие колебаний почвы, поскольку при землетрясении здания работают как вертикальный брус или пластина, консольно заделанные в грунт. Возникающие в районе эпицентра вертикальные сейсмические нагрузки более опасны для горизонтальных конструкций – перекрытий, карнизов и т.п.

Степень разрушения зданий и сооружений в одном сейсмическом районе может быть неодинаковой вследствие разных конструктивных типов сооружений, различного качества строительных материалов (к примеру, п ри одной и той же интенсивности землетрясения одни здания могут подвергнуться большим повреждениям, чем другие, если у них плохое сцепление камня с раствором) , специфики производства работ и характера оснований, (например, на слабых основаниях разрушения всегда больше, чем на прочных).

ОЦЕНКА И ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ И ВОЗДЕЙСТВИЙ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ

Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд (например, шкала Рихтера) и различные шкалы интенсивности.

Шкала магнитуд различает землетрясения по величине магнитуды, которая является относительной энергетической характеристикой землетрясения. Существует несколько магнитуд и соответственно магнитудных шкал: локальная магнитуда (ML); магнитуда, определяемая по поверхностным волнам (Ms); магнитуда, определяемая по объемным волнам (mb); моментная магнитуда (Mw). Наиболее популярной шкалой для оценки энергии землетрясений является локальная шкала магнитуд Рихтера. По этой шкале возрастанию магнитуды на единицу соответствует 32-кратное увеличение освобождённой сейсмической энергии.

Интенсивность землетрясений (не может быть оценена магнитудой) оценивается по тем повреждениям, которые они причиняют в населённых районах.

Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясения на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения. В мире используется несколько шкал интенсивности: в Европе — европейская макросейсмическая шкала (EMS), в Японии — шкала Японского метеорологического агентства (Shindo), в США и России — модифицированная шкала Меркалли (MM):

1 балл (незаметное) — отмечается только специальными приборами

2 балла (очень слабое) — ощущается только очень чуткими домашними животными и некоторыми людьми в верхних этажах зданий

3 балла (слабое) — ощущается только внутри некоторых зданий, как сотрясение от грузовика

4 балла (умеренное) — землетрясение отмечается многими людьми; возможно колебание окон и дверей;

5 баллов (довольно сильное) — качание висячих предметов, скрип полов, дребезжание стекол, осыпание побелки;

6 баллов (сильное) — легкое повреждение зданий: тонкие трещины в штукатурке, трещины в печах и т. п.;

7 баллов (очень сильное) — значительное повреждение зданий; трещины в штукатурке и отламывание отдельных кусков, тонкие трещины в стенах, повреждение дымовых труб; трещины в сырых грунтах;

8 баллов (разрушительное) — разрушения в зданиях: большие трещины в стенах, падение карнизов, дымовых труб. Оползни и трещины шириной до нескольких сантиметров на склонах гор;

9 баллов (опустошительное) — обвалы в некоторых зданиях, обрушение стен, перегородок, кровли. Обвалы, осыпи и оползни в горах. Скорость продвижения трещин может достигать 2 см/с;

10 баллов (уничтожающее) — обвалы во многих зданиях; в остальных — серьёзные повреждения. Трещины в грунте до 1 м шириной, обвалы, оползни. За счет завалов речных долин возникают озёра;

11 баллов (катастрофа) — многочисленные трещины на поверхности Земли, большие обвалы в горах. Общее разрушение зданий;

12 баллов (сильная катастрофа) — изменение рельефа в больших размерах. Огромные обвалы и оползни. Общее разрушение зданий и сооружений.

Землетрясения силой в 6 баллов и менее не вызывают опасных повреждений, а землетрясения силой в 10 баллов и более настолько разрушительны, что противодействовать им обычными способами повышения сейсмостойкости не представляется возможным, а потому в районах, где вероятны такие землетрясения, строительство обычно не ведется. Следовательно, здания могут быть защищены от землетрясений силой 7-9 баллов. В районах с сейсмичностью в 9 баллов возведение сооружений первой категории сопровождается дополнительными антисейсмическими мероприятиями.

Не без использования материалов книги М. Бойко "Диагностика повреждений и методы восстановления эксплуатационных качеств зданий" и wikipedia.org

Сейсмическая волна

Объемные волны и поверхностные волны

Сейсмические волны - волны энергии, которые путешествуют по земле или другим упругим телам в результате процесса, производящего низкочастотную акустическую энергию (землетрясение, взрыв и т. д.). Сейсмические волны изучаются сейсмологами и геофизиками. Их изучают при помощи сейсмографа , геофона, гидрофона или акселерометра .

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.

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

Сейсмические волны

колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений, взрывов и других источников. Вблизи очагов сильных землетрясений С. в. обладают разрушительной силой при доминирующем периоде в десятые доли сек. На значительных расстояниях от эпицентров С. в. являются упругими волнами.

Продольные С. в. (Р ) переносят изменения объёма в среде - сжатия и растяжения. Колебания в них совершаются в направлении распространения (рис. 1 , а). Поперечные С. в. (S ) не образуют в среде объёмных изменений и представляют собой колебания частиц, происходящие перпендикулярно направлениям распространения волны (рис. 1 , б). В каждый момент и в каждой точке среды сейсмические колебания удовлетворяют (для Р и S волн) волновым уравнениям (См. Волновое уравнение). В однородной изотропной упругой среде скорости распространения продольных (а) и поперечных (в) волн определяются формулами:

Здесь

Особенность распространения С. в. (упругих волн в твёрдой среде) состоит в том, что при косом падении на поверхность раздела сред с различными параметрами (скоростями и плотностями) волны одного типа, например продольной, возникают, кроме отражённой и преломленной продольных волн (рис. 2 ), волны отраженные и преломленные поперечные. Вблизи поверхностей раздела в Земле возникают поверхностные С. в. При распространении неоднородной волны SH вдоль горизонтального слоя возникает волна Лява (См. Лява волны). В случае падения на граничную плоскость волны Р в слое могут возникать отражённые волны Р и SV . При этом, если а 2 > в 2 > а 1 > в 1 , где a 1 и в 1 - скорости в слое, a a 2 и в 2 - в неприлежащей среде, то как отражённая Р, так и отражённая SV при малом e 1 обладают свойством полного внутреннего отражения. В результате в слое формируются волны Рэлея. Они, как и волны Лява, обладают дисперсией скоростей. Волны Рэлея возникают в полупространстве без слоистости. Тогда они не диспергируют и их скорость с ≈ 0,9 в.

Волны Р и S распространяются из источника по объёму Земли. Они называются объёмными. Их амплитуда для однородной и изотропной среды убывает обратно пропорционально расстоянию. Поверхностные волны, распространяясь вдоль поверхности, обладают амплитудой, убывающей обратно пропорционально корню квадратному из расстояния. По этой причине в колебаниях от удалённых землетрясений по амплитуде доминируют поверхностные волны.

Благодаря изменениям свойств Земли с глубиной изменяются и скорости распространения объёмных С. в. Это приводит к их рефракции в недрах Земли.

Наблюдения на поверхности Земли над распространением С. в. позволяют исследовать строение Земли. Зависимость скорости распространения волн Р и S от глубины (рис. 3 ) позволила выявить ряд оболочек «твёрдой» Земли. Подробности строения Земли см. в ст. Земля .

Лит.: Саваренский Е. Ф., Кирнос Д. П., Элементы сейсмологии и сейсмометрии, 2 изд., М., 1955; Буллен К. Е., Введение в теоретическую сейсмологию, пер. с англ., М., 1966; Саваренский Е. Ф., Сейсмические волны, М., 1972; Бреховских Л. М., Волны в слоистых средах, 2 изд. М., 1973.

Е. Ф. Саваренский.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Сейсмические волны" в других словарях:

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

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

Упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений и взрывов. EdwART. Словарь терминов МЧС, 2010 … Словарь черезвычайных ситуаций

сейсмические волны - — Тематики нефтегазовая промышленность EN earth wavesearthquake waves …

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

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

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 - — Тематики нефтегазовая промышленность EN alternating waves … Справочник технического переводчика

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Сейсмические волны, распространение

    Скорость и характер распространения сейсмических волн определяются свойством горных пород. Распространяясь в толщах земли, сейсмические волны встречают на своем пути горные породы с различными упругими свойствами, т.е. с различной плотностью. На границах раздела толщ горных пород различной плотности происходит частичное отражение сейсмических волн, а частично волны, преломляясь, проходят внутрь залегающей толщи пород. Затем они отражаются от следую- 

Характер распространения сейсмических волн говорит за наличие в земном шаре нескольких шаровых- зон (рис. XV-4). Структуру Земли можно несколько упрощенно представить себе так, как показано на рис. XV-5. Под слоем атмосферы (/) на глубину приблизительно 100 км располагается зона (//) со средней плотностью 2,8. Затем до 1000 км. (Ill) -с плотностью 3-4, до 3000 км- (IV) с плотностью 5-6 и, наконец, до центра Земли идут зоны V и VI с плотностью 9-И. По мере продвижения к центру Земли давление возрастает следующим образом  

    Сейсмические волны распространяются в горных породах со скоростью от 2 до 8 км/с - поистине космические скорости - в зависимости от плотности породы чем она выше, тем больше скорость распространения волны. 

Упругие волны в Земле . Распространение упругих деформаций при землетрясениях носит волновой характер. Обычно исследуются продольные Р и поперечные 5 объемные волны, а также поверхностные - волны Рэлея Я, у которых колебание частиц происходит в плоскости, перпендикулярной к поверхности и проходящей через направление сейсмического луча, и поперечные поверхностные волны Лява L. 

Характер распространения сейсмических волн говорит за наличие в земном шаре нескольких шаровых зон (рис. ХУ-4). Структуру Земли можно несколько упрощенно 

Образование и распространение в грунте сейсмических волн. 

Сейсморазведка основана на изучении особенностей распространения упругих колебаний в земной коре. Упругие колебания (или, как их еще называют, сейсмические волны) чаще всего вызываются искусственным путем. 

По установившимся представлениям, наша планета состоит из трех основных оболочек коры, мантии и центрального ядра. Границы между ними фиксируются резкими скачками в скорости распространения сейсмических волн. 

Сейсмический метод -самый распространенный метод поисков и разведки месторождений нефти и газа. Он основан на регистрации и изучении характера распространения в толще пород сейсмических волн, возбужденных с помощью взрыва или иными способами. В скважинах глубиной 20-30 м, пробуренных на исследуемой площади, закладывают взрывчатое вещество и производят ряд взрывов. Образующиеся при этом сейсмические колебания или волны распространяются в глубь толщи пород, отражаются и преломляются в зависимости от их плотности. Отраженные и преломленные волны направляются вверх и улавливаются чувствительными приборами (рис. 7). Зная расстояния, от скважин, в которых производятся взрывы, и законы распространения сейсмических волн, определяют глубину залегания пород, их строение и наличие ловушек нефти и газа. 

Граниты и гранодиориты, по-видимому, резко преобладают по объему и в биосфере среди других массивных пород. Такое преобладание можно видеть, однако, только учитывая выводы геофизики, что скорость распространения сейсмических волн отвечает скорости распространения их в гранитах, в твердых телах того же удельного веса. 

Сейсмическая разведка основана на использовании закономерностей распространения упругих волн в земной коре, искусственно создаваемых в ней путем взрывов в неглубокий скважинах. Сейсмические волны распространяются по поверхности земли и в ее недрах. Некоторая часть э (ергии этих волн, дойдя до поверхности плотных пород, отразится от нее и возвратится на поверхность земли (рис. 14). Отраженные волны регистрируются специальными приборами, называемыми сейсмографами. По времени прихода отраженной волны к сейсмографу и расстоянию от места взрыва судят об условиях залегания пород. 

ХУ-4. Изменение скорости распространения продольных сейсмических волн в земном шаре с глубиной. 

Сейсмический метод основан на свойствах распространения упругих волн в земной коре. Упругие волны искусственно создаются в земной коре путем взрывов в мелких скважинах. Законы движения сейсмических волн, идущих от места взрыва, аналогичны законам движения звуковых волн. Скорость распространения упругих волн в различных породах различна. Так, например, скорость их в глинах изменяется в пределах 1,8-2,1 километра в секунду, в известняках 3,2-5,5, в кварцитах 4-7 километров в секунду. 

Дж. Уайт. Возбуждение и распространение сейсмических волн Пер. с англ. - М. Недра, 1986. - 262 с. 

Средние значения скоростей распространения продольных сейсмических волн, определенных на отмеченных выше участках Закавказской низменности и Каспийского бассейна, для одной и той же формации оказались одного и того же порядка. Эти значения скоростей следующие  

Каждый взрыв - это небольшое искусственное землетрясение. Исследуя распространение его волн при помощи заранее расставленных в районе предстоящего взрыва сейсмических приборов, можно получать ценные сведения о залегании в данном районе руД-ных тел. 

Скважинный индукционный сейсмоприемник предназначен для преобразования механических колебаний, вызванных искусственно возбужденным взрывом, в электрические колебания при проведении сейсмического исследования скважин с целью определения средних скоростей распространения упругих волн. Знание этих скоростей необходимо при интерпретации данных сейсморазведки. 

Нам удалось проникнуть в глубь Земли не слишком далеко, но на основании кос-венньа данных мы можем создать общую картину ее строения и состава. Одно из соображений относительно состава Земли основано на сравнении средней плотности вещества всей планеты (5,5 г/см) со средней плотностью горных пород на ее поверхности (2,8 г/см). Из этого сравнения следует, что внутри Земля должна иметь большую плотность, чем на поверхности. Дальнейшие сведения о строении Земли основаны на наблюдениях за распространением в ней сейсмических волн, возникающих и результате землетрясений. Из подобных исследований можно сделать вывод, что Земля состоит из четырех значительно различающихся по свойствам слоев коры, мантии, наружного ядра и внутреннего ядра. Эти слои Земли показаны на рис. 22.2. 

Импульсный ультразвуковой сейсмоскоп (рис. 29) предназначен для исследования волновых процессов в моделях сейсмических структур, а также для определения скоростей распространения упругих волн в небольших образцах горных пород. 

Обязательным ее компонентом являются источники сейсмических сигналов, генерирующие упругие волны. Эти волны, распространяясь в толще земли, отражаются и преломляются на внутренних физических границах раздела осадочной толщи и поверхности фундамента, неся информацию о строении глубинных недр. Измеряя время распространения волн, их интенсивность и характер записи, можно с использованием соответствующей аппаратуры составить достаточно точное представление о поведении отражающих и преломляющих горизонтов, а также построить карты и схемы, которые являются основой для проведения буровых поисково-разведочных работ. 

Земная кора представляет собой самый верхний слой твердой Земли и отличается от нижележащих оболочек строением и химическим составом. Подошва земной коры трассируется сейсмически границей Мохоровичича, на которой скорости распространения сейсмических волн скачком возрастают до 8,0-8,2 км/с. 

В последние годы особенно широкое распространение получили геофизические методы, основанные на различиях горных пород по их свойству распространять и отражать упругие волны, возникающие при взрывах. Эти методы получили наименование сейсмической разведки. 

Позднее появилась работа Т.Иоши , в которой зависимость Hi(t) определяется по экспериментальным данным на основании обобщения результатов по распространению и дисперсии поверхностных сейсмических волн Рэлея 

Упругое поведение является наиболее характерной реакцией вещества Земли на механические воздействия в широком интервале напряжений, температур и длительности действия сил. Высокая упругость пород коры и мантии при сжатии и сдвиге в динамическом режиме проявляется в распространении сейсмических волн, а при более длительных нагрузках -в чандлеровских колебаниях полюсов и земных приливах. Упругие свойства твердых тел полностью описываются набором независимых упругих констант, число которых определяется степенью анизотропии и для изотропных кристаллов или агрегатов равно двум. 

Данные, полученные геофизикамтг при изучении прохождения сейсмических волн через земной шар при землетрясениях или искусственных взрывах, указывают, что внутри земной шар неоднороден, в нем имеются Гранины раздела. Для различных неоднородных частей земного шара наблюдается неодинаковая скорость распространения сейсмических волн. На основании данных сейсмографии было высказано мнение, что в недрах Земли имеются границ. раздела на глубине 100, 1200 и 2900 км п, по-видимому, па этих глубинах в радиальном на-правлеи11и изменяется химический состав залегающих пород. 

Большое распространение в практике поисков и разведки нефти и газа нашли сейсмические методы. При использовании сейсмических методов в толще земной коры создают искусственно упругие волны. Такие волны возбуждаются с помощью взрывов (рис. 7) или с помощью невзрывных устройств - диносейсоа и вибросейсов. Частицы горных пород испытывают упругие колебания и передают их друг другу. В результате возникают упругие или сейсмические волны. 

Анализ (юрмы волновых импульсов является дальнейшим развитием метода исследован1Гя сейсмических записей, особенно в тех случаях, когда изучается волновая группа в целом. Форма сейсмических волн анализируется целиком во временной области по полученным сейсмограммам. В общем цель таких исследований - увязать наблюдаемые на данной станции волновые характеристики с отдельными эпицентр ал ьны и областями. Эти исследования основываются на экспериментальном факте существования подобных характеристик и повторяемости механизма землетрясения и путей распространения волн для любой эпицентралыюй области н любой станции наблюдения. Определив на основании анализа большого количества материалов конкретные волновые характеристики, можно по ним находить приближенное положение эпицентров, оценивать свойства источников и их механизм, а также изучать особенности путей пробега волн. 

Идеи, заложенные в разделе 6.5.1, непосредственно применяются для каждого наблюдения в геофизике. Практически мы никогда ие ведем наблюдеиня прямо у источника, а на некотором расстоянии с помощью того нли иного прибора. Рассмотрим действие фильтрации на пути распространения сейсмических волн от источника (землетрясение, взрыв) до их записи. 

Амплитудная коррекция позволяет исследовать динал[нческие характеристики, т. е. свойства, влияющие на амплитуду, а фазовая коррекция - кинематические свойства (фазовые и групповые скорости). Можно найти много случаев использования этих уравнений при регнении различных задач в последующих главах. Сделанный здесь вывод касается распространения сейсмических волн, но совершенно аналогичные соотношения и процедуры коррекции частотных искажений выполняются и в других случаях. Поэтому коррекция частотных искажений является основным 

Любая величина, которая может быть выражена как функция одной илн нескольких переменных, может подвергаться спектральному анализу методом Фурье. Однако именно в случае нескольких переменных такой анализ имеет практическое значение, особенно когда независимой переменной является время. Большинство важных приложений Фурье-аналнза в сейсмологии сводится к анализу видов сейсмических волн. К,ак мы видели, условия обработки в сенс.мологнн не являются легкими. Сила н слабость метода в одно и то же время заключаются в то.м, что мы наблюдаем совокупность всех воздействий. Например, мы 1е можем наблюдать изолированный источник спектра. Источник и путь распространения сигнала могут оказывать одинаковое влияние на наблюденный спектр. Именно поэтому сейсмологическая спектроскопия вносит макснмаль юе чнсло искажений на этапе анализа волн и нх формы. 

В некоторых приложениях спектрального анализа распространенным упрощением является то, что основные периоды (частоты) люгут определяться самой природой задачи этого обычно не встречается при анализе сейсмических волн, В виде примера можно привести кривую изменения температуры со вpe teнeм для атмосферы. В этом случае основные значения периодов задаются по годовым измерениям температуры и по ежедневным измененгсям температуры. К этой категории относится также измерение периодичности землетрясений. 

В области Тихого океана развиты, как мы видели, только базальтовые вулканические породы. Это есть факт наблюдения, который как таковой должен быть положен в основу наших научных суждений. Однако, обращаясь к геологической и геофизической литературе, мы видим, что в ней для объяснения высокого удельного веса земных оболочек, лежащих ниже гранитной (что указывается скоростью распространения сейсмических волн), принимается существование не базальтовой, а перидотитовой или эклогитовой оболочки. Обращаясь к первоисточникам этих представлений, мы видим, что ими отчасти только являются точные научные наблюдения, а в основном господствуют спекулятивные геогенические представления. Они сложно отражаются на геологических фактах. Ибо базальты - ив виде извержений, и в виде трещинных выделений - являются поверхностными вулканическими, а не глубинными плутоническими породами. Но перидотиты и эклогиты не являются горными породами, в этом аспекте с ним связанными. Перидотиты, как породы, отвечающие геологической оболочке ниже гранитной, выдвинул уже в конце прошлого века Э. Зюсс . Он исходил из идей А. Добрэ о том, что метеориты, являясь осколками бывших планет (и звезд), могут давать понятие о внутренних, недоступных непосредственно геологу земных глубинах. Он, исходя из существования палласитов, допускал господство там оливиновых пород и никелистого железа. Базальты в глубинных застываниях должны замеш,аться, по его представлениям, перидотитами или дунитами. 

Особую проблему представляют собой рифейские отложения, наличие которых в юго-восточной части впадины, в так называемом рифей-ском праграбене, сейчас предполагается большинством исследователей . Отметим, что скорости распространения сейсмических волн в предполагаемых отложениях рифейского возраста близки к таковым фундамента. Благодаря такой конвергенции эти отложения, перекрывающие кристаллический фундамент на юго-востоке ДДВ, могут существенно нивелировать сложности строения поверхности фундамента в этом районе, что необходимо соответствующим образом учитывать при описании. 

Дейли ра ссмотрел чрезвычайно интересную проблему, касающуюся вычисления мощности земной коры, в которой происходят процессы превращения низкотемпературного (Р-кварца в высокотемпературный а-.кварц. Это превращение имеет важное значение для сейсмологии, поскольку а-кварцу свойственно значительно меньшее сокращение объема (почти в два раза), чем Р-кварцу. Дейли вычислил глубину, соответствующую абиссальной температуре 760° С, примерно равную 30/сл, и тем самым объяснил, почему продольные волны внутри земли, идущие из слоя яа глубине 30-45 км, обладают повышенной скоростью по сравнению с обычной скоростью их распространения. Глубоко лежащая гранитная магма (сиаль) была обнаружена в недрах центральной Европы под Альпами по сейсмической прерывности. 4 

Сейсморазведочная 26-канальная станция модели СС-26-51Д предназначена для сейсмической разведки методами отраженных и преломленных волн. Эта методы позволяют определять глубины и углы простирания геологических пластов различной плотности путем изучения распространения в них упругих колебаний, вызванных искусственным взрывом. Станция может быть использована для сейсмокаротажных наблюдений, а в инженерной сейсмике для определения положения поверхности плотных пластов. 

В первую очередь необходимо выделить как отдельный участок южный борт впадины, который в свою очередь можно подразделить на отдельные блоки, причем каждый блок характеризуется своеобразной тектоникой. Для западного участка южного борта прогиба (Таманский полуостров) характерно наличие диапировых складок. Необходимо отметить, что благодаря сейсмическим исследованиям методом отраженных волн были выявлены некоторые специфические черты диапировьих структур. Фораминиферовые и более древние отложения не принимают в них участия. Они смяты в пологие антиклинальные складки, а молодые отложения (майкопские) образуют ядра протыкания. Восточной границей распространения диапировых складок является Джигинская структура, где проходит меридиональный региональный разлом.     Основы общей химии Том 3 (1970) -- [

Горные породы Земли обладают упругими свойствами, и это заставляет их деформироваться и вибрировать под действием приложенных сил сжатия и растяжения. Исходя из этого существует только три типа сейсмических волн. Из них только два типа распространяются внутри объема горных пород. Более быстрые из этих объемных волн называются первичными (Р) или продольными волнами(рис. 11) . Их движение имеет тот же характер, что и у звуковых волн, т. е. при своем распространении они попеременно давят на горные породы - сжимают их или создают в них разрежение - растягивают их. Эти Р-волны, подобно звуковым волнам, способны проходить и через твердые породы, например гранитные горные массивы, и через жидкости, такие как вулканическая магма или вода океанов. Следует отметить, что из-за сходства этих волн со звуковыми часть Р-волн, выходя из глубин Земли к ее поверхности, может передаваться в атмосферу в виде звуковых волн, воспринимаемых животными и людьми, если частота их окажется в интервале слышимости. Более медленные волны, проходящие через горные породы, называются вторичными (S) или поперечными волнами(рис. 11). При своем распространении они сдвигают частицы вещества в стороны, под прямым углом к направлению своего пути. Простое наблюдение ясно показывает, что если какой-то объем жидкости сдвинуть в сторону или повернуть, то он не вернется затем на прежнее место. Из этого следует, что поперечные волны не могут проходить через те участки Земли, которые состоят из жидкости, например через океаны.

Фактическая скорость продольных и поперечных сейсмических волн зависит от плотности и упругих свойств горных пород и грунтов, через которые эти волны проходят. В большинстве случаев при землетрясениях продольные волны ощущаются первыми. Их действие похоже на удар воздушной волны, которая создает грохот и треск стекол в окнах. Спустя несколько секунд приходят поперечные волны, которые раскачивают все на своем пути вверх-вниз и из стороны в сторону и смещают поверхность грунта как по вертикали, так и по горизонтали. Именно эти колебания и приводят к наибольшему повреждению построек.

Сейсмические волны третьего типа называются поверхностными волнами(рис. 11), поскольку их распространение ограничено зоной, близкой к поверхности грунта. Такие волны подобны ряби, расходящейся по поверхности озера. Наибольшие колебания происходят на самой поверхности, а с глубиной амплитуда волн становится меньше и меньше. Поверхностные волны, создаваемые землетрясениями, делятся на два вида. Первый называется волнами Лява. Эти волны в сущности то же самое, что поперечные волны без вертикальных смещений; они заставляют частицы грунта колебаться из стороны в сторону в горизонтальной плоскости, параллельной поверхности Земли, но под прямым углом к направлению своего распространения. Воздействие волн Лява состоит в горизонтальных колебаниях, которые передаются основаниям построек и, следовательно, могут вызвать разрушения. Второй вид поверхностных волн известен под названием волн Рэлея. Как и в обычных морских волнах, частицы материала, захваченного волнами Рэлея, движутся по вертикали и по горизонтали в вертикальной плоскости, ориентированной по направлению распространения волн. Как показано каждая частица породы при прохождении волны движется по эллипсу. Поверхностные волны распространяются медленнее, чем объемные, и из двух видов поверхностных волн обычно волны Лява приходят быстрее, чем Рэлея. Таким образом, когда из очага землетрясения волны расходятся в разные стороны в земной коре, то можно предсказать, каким именно образом отделятся друг от друга разные типы волн. Волны Лява вертикальными приборами не записываются. Поскольку волны Рэлея содержат вертикальную составляющую, они могут воздействовать на воду, например в озерах, тогда как волны Лява, которые не про ходят через воду, действуют только на прибрежные части озер и океанских заливов, заставляя воду смещаться взад-вперед и перемешиваться, как у стенок вибрирующего бака.

Объемные волны обладают и другим свойством, влияющим на производимые ими сотрясения: при распространении через пласты горных пород земной коры они отражаются от границ между породами разного типа или преломляются на этих границах. Кроме того, какая бы волна ни испытывала отражения или преломления, часть энергии волн одного типа идет на образование волн другого типа. Возьмем простой пример: продольная волна подходит снизу к подошве слоя аллювия; при этом часть энергии будет передаваться вверх в виде продольной волны (Р), а часть превратится в поперечные колебания (S) (еще одна часть энергии отразится обратно вниз в виде Р и S волн). Из сказанного становится понятно, почему на суше после первых толчков при сильных колебаниях грунта обычно ощущают волны двух видов. Но если во время землетрясения вы окажетесь в море, то почувствуете, что судно воспринимает только один вид колебаний, передаваемый Р-волнами, так как S-волны не проходят через воду. Тот же эффект возникает, когда при сейсмических колебаниях в песчаных слоях происходит разжижение. Энергия поперечных волн, проходящих через разжиженные слои, постепенно уменьшается, и в конце концов проходят только продольные волны. Когда Р- и S-волны достигают поверхности грунта, большая часть их энергии отражается обратно в земную кору, так что на поверхность почти одновременно воздействуют волны, движущиеся и вверх, и вниз. Поэтому вблизи поверхности, как правило, происходит значительное усиление колебаний: иногда их амплитуда вдвое превышает амплитуду приходящих волн. Это при поверхностное увеличение амплитуды усиливает разрушения, производимые на поверхности Земли. В самом деле, при многих землетрясениях горнорабочие отмечали в подземных выработках колебания более слабые, чем ощущали люди на поверхности. И последнее, что стоит сказать здесь по поводу сейсмических волн. Имеются убедительные доказательства - как наблюдавшиеся на практике, так и теоретические, - что на сейсмические волны действуют и грунтовые условия, и рельеф местности(рис. 12).