СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ

СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ колебания,
распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений, взрывов и др. источников.
Вблизи очагов сильных землетрясений С. в. обладают разрушит. силой при
доминирующем периоде в десятые доли сек. На значит. расстояниях
от эпицентров С. в. являются упругими волнами.

Рис. 1. Блок-диаграмма колебаний
в продольной (а) и поперечной (6) сейсмических волнах.

Продольные С. в. (Р) переносят
изменения объёма в среде- сжатия и растяжения. Колебания в них совершаются
в направлении распространения (рис. 1, а). П о п е р е ч н ы е С.
в. (S) не образуют в среде объёмных изменений и представляют собой колебания
частиц, происходящие перпендикулярно направлениям распространения волны
(рис. 1, 6). В каждый момент и в каждой точке среды сейсмич. колебания
удовлетворяют (для Р и S волн) волновым уравнениям. В однородной
изотропной упругой среде скорости распространения продольных (а)
и поперечных (в) волн определяются формулами:

Здесь

к - модуль всестороннего
сжатия; л(ламбда) и М(мю) - константы Ляме, причём ц наз.
модулем сдвига. Скорость продольных волн больше поперечных.

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, напр. продольной, возникают, кроме отражённой и преломлённой
продольных волн (рис. 2), волны отражённые и преломлённые поперечные.

Рис. 2. Отражение и преломление
продольных волн (Р) на границе раздела.

Вблизи поверхностей раздела
в Земле возникают поверхностные С. в. При распространении неоднородной
волны SH вдоль горизонтального слоя возникает волна Лява. В
случае падения на граничную плоскость волны Р в слое могут возникать
отражённые волны Р и SV. При этом, если ававгде аваи вР, так
и отражённая SV при малом e обладают свойством
полного внутр. 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
0,9в.

Волны Р и S распространяются
из источника по объёму Земли. Они наз. 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.

Рис. 3. Зависимость скорости
продольных (Р) и поперечных (S) волн от глубины 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.: С а в а р е
н с к и й Е. Ф., К и р н о с 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; Б р
е х о в-с к и х Л. М., Волны в слоистых средах, 2 изд., М., 1973. Е.
Ф. Саваренский.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я