P толқыны - Википедия - P wave

Ұшақ P толқыны

Р-толқынының 2D торда таралуын ұсыну (эмпирикалық пішін)^{[түсіндіру қажет ]}

A P толқыны (бастапқы толқын немесе қысым толқыны) серпімділіктің екі негізгі түрінің бірі болып табылады дене толқындары, деп аталады сейсмикалық толқындар сейсмологияда. P толқындары басқа сейсмикалық толқындарға қарағанда жылдамырақ жүреді, демек, кез келген зардап шеккен жерге немесе сейсмограф. P толқындары арқылы берілуі мүмкін газдар, сұйықтықтар немесе қатты заттар.

Номенклатура

Аты P толқыны екеуіне де тұра алады қысым толқыны (ол кезектесуден пайда болады қысу және сирек факторлар ) немесе бастапқы толқын (өйткені ол жоғары жылдамдыққа ие, сондықтан сейсмографпен тіркелген алғашқы толқын).^[1]Аты S толқыны екінші немесе ығысу толқынына арналған басқа сейсмикалық толқындардың таралу режимін білдіреді.

Жердегі сейсмикалық толқындар

Жердегі сейсмикалық толқындардың тереңдікке қарсы жылдамдығы.^[2] Сыртқы өзектегі S толқынының жылдамдығы сұйық болғандықтан пайда болады, ал қатты ішкі өзекте S толқынының жылдамдығы нөлге тең емес.

Бастапқы және қайталама толқындар дегеніміз - Жер шегінде таралатын дене толқындары. Интерьерді зондтау үшін Жердегі P және S толқындарының қозғалысы мен жүрісі бақыланады Жердің құрылымы. Тереңдік функциясы ретінде жылдамдықтағы үзілістер фазаның немесе құрамның өзгеруін көрсетеді. Толқындардың әр түрлі жолдармен жүруінің нәтижесінде жер сілкінісі сияқты сейсмикалық оқиға кезінде пайда болатын толқындардың келу уақытындағы айырмашылықтар жердің ішкі құрылымын бейнелеуге мүмкіндік береді.^[3]^[4]

Р-толқын көлеңке аймағы

Р-толқын көлеңке аймағы (бастап USGS )

Жердің ішкі интерьерінің құрылымы туралы ақпараттың барлығы дерлік уақытты бақылаудан алынған, шағылысулар, сыну және сейсмикалық дене толқындарының фазалық ауысулары немесе қалыпты режимдер. P толқындары -ның сұйық қабаттары арқылы өтеді Жердің ішкі көрінісі, алайда олар полисолидтің ауысуынан өткен кезде аздап сындырылады мантия және сұйықтық сыртқы ядро. Нәтижесінде Р-толқыны пайда болды »көлеңке аймағы «103 ° пен 142 ° аралығында^[5] бастапқы Р толқындары сейсмометрлерде тіркелмеген жер сілкінісінің фокусынан. Керісінше, S толқындары сұйықтық арқылы өтпейді.

Жер сілкінісі туралы ескерту ретінде

Жер сілкінісі туралы алдын-ала ескерту жер қыртысы арқылы жойқыннан гөрі бұзылмайтын бастапқы толқындарды анықтау арқылы мүмкін болады. екінші реттік және Рэли толқындар.

Алдын ала ескерту мөлшері P толқыны мен басқа деструктивті толқындардың келуі арасындағы кідіріске байланысты, көбінесе, мысалы, терең, алыс, үлкен жер сілкіністері үшін шамамен 60-90 секунд аралығындағы секундтар. 2011 Тохоку жер сілкінісі. Алдын ала ескертудің тиімділігі P толқындарын дәл анықтауға және қабылдамауға байланысты жер дірілі жергілікті әрекеттен туындаған (мысалы, жүк көліктері немесе құрылыс). Жер сілкінісі туралы алдын-ала ескерту дереу қауіпсіздік шараларын ескерту үшін жүйелерді автоматтандыруға болады, мысалы ескерту беру, лифтілерді жақын қабаттарда тоқтату және коммуникацияларды өшіру.

Тарату

Жылдамдық

Жылы изотропты және біртекті қатты денелер, P толқыны түзу сызық бойымен таралады бойлық; осылайша қатты заттағы бөлшектер толқын энергиясының таралу осі (қозғалыс бағыты) бойымен тербеледі. Мұндай ортадағы P толқындарының жылдамдығы келесі арқылы беріледі

{ displaystyle v_ {p} = { sqrt { frac {K + { frac {4} {3}} mu} { rho}}} = { sqrt { frac { lambda +2 mu} { rho}}}}

қайда Қ болып табылады жаппай модуль (қысылмау модулі), ${ displaystyle mu}$ болып табылады ығысу модулі (қаттылық модулі, кейде ретінде белгіленеді G және екінші деп те атайды Lamé параметрі ), ${ displaystyle rho}$ болып табылады тығыздық толқын таралатын материалдың және ${ displaystyle lambda}$ бірінші Lamé параметрі.

Жердің ішкі аймақтарындағы типтік жағдайларда тығыздық ρ әдетте қарағанда әлдеқайда аз өзгереді Қ немесе μ, сондықтан жылдамдық көбінесе осы екі параметрмен «басқарылады».

The серпімді модульдер P-толқын модулі, ${ displaystyle M}$ , осылай анықталады ${ displaystyle M = K + 4 mu / 3}$ және сол арқылы

{ displaystyle v_ {p} = { sqrt {M / rho}} }

Жер сілкіністерінде P-толқынының жылдамдығының типтік мәні 5-тен 8 км / с аралығында болады. Нақты жылдамдық Жердің ішкі аймағына сәйкес өзгереді, Жер қабығында 6 км / с-тан төмен мантияда 13,5 км / с-қа дейін, ал ішкі ядро арқылы 11 км / с-қа дейін.^[6]

Жалпы жыныстар типтерінің жылдамдығы^[7]
Жартас түрі	Жылдамдық [м / с]	Жылдамдық [фут / с]
Шоғырландырылмаған құмтас	4600 - 5200	15000 - 17000
Шоғырландырылған құмтас	5800	19000
Сланец	1800 - 4900	6000 -16000
Әктас	5800 - 6400	19000 - 21000
Доломит	6400 - 7300	21000 - 24000
Ангидрит	6100	20000
Гранит	5800 - 6100	19000 - 20000
Габбро	7200	23600

Геолог Фрэнсис Берч толқындардың қозғалатын жылдамдығы мен материалдың тығыздығы арасындағы байланысты анықтады:

{ displaystyle V_ {p} = a ({ bar {M}}) + b rho}

кейінірек ол белгілі болды Қайың заңы.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

^ Милсом, Дж. (2003). Дала геофизикасы. Геологиялық далалық нұсқаулық. 25. Джон Вили және ұлдары. б. 232. ISBN 978-0-470-84347-5. Алынған 2010-02-25.
^ GR Helffrich & BJ Wood (2002). «Жер мантиясы» (PDF). Табиғат. 412 (2 тамыз): 501-7. дои:10.1038/35087500. PMID 11484043.
^ Джастин Л Рубинштейн, DR Shelly & WL Ellsworth (2009). «Вулканикалық емес тремор: жарылыс аймақтарының тамырларына терезе». С.Клотингхте, Йорг Негенданк (ред.). Тұтас жер туралы интеграцияланған ғылымдардағы жаңа шектер. Спрингер. б. 287 фф. ISBN 978-90-481-2736-8. Сейсмикалық толқындардың талдауы Жердің ішкі құрылымын зерттеуге арналған жоғары ажыратымдылықты құралдарын ұсынады.
^ CMR Fowler (2005). «§4.1 Жер арқылы толқындар». Қатты жер: ғаламдық геофизикаға кіріспе (2-ші басылым). Кембридж университетінің баспасы. б. 100. ISBN 978-0-521-58409-8. Сейсмология - серпімді толқындардың Жер арқылы өтуін зерттейтін ғылым. Бұл Жердің ішкі құрылымын, әсіресе жер қыртысы мен мантияны зерттеуге арналған ең қуатты әдіс деп айтуға болады.
^ Лоури, Уильям. Геофизика негіздері. Кембридж университетінің баспасы, 1997, б. 149.
^ Дзевонский, Адам М .; Андерсон, Дон Л. (1981). «Жердің алдын-ала анықтамалық моделі». Жердің физикасы және планеталық интерьер. 25 (4): 297–356. Бибкод:1981PEPI ... 25..297D. дои:10.1016/0031-9201(81)90046-7.
^ «Акустикалық каротаж». epa.gov. 2011-12-12. Алынған 2015-02-03.

«Жер сілкіністерінің фотосөздігі». АҚШ-тың геологиялық қызметі ». Архивтелген түпнұсқа 2009 жылғы 27 ақпанда. Алынған 8 наурыз, 2009.

Сыртқы сілтемелер

[John-1] Милсом, Дж. (2003). Дала геофизикасы. Геологиялық далалық нұсқаулық. 25. Джон Вили және ұлдары. б. 232. ISBN 978-0-470-84347-5. Алынған 2010-02-25.

[Helffrich-2] GR Helffrich & BJ Wood (2002). «Жер мантиясы» (PDF). Табиғат. 412 (2 тамыз): 501-7. дои:10.1038/35087500. PMID 11484043.

[Negendank-3] Джастин Л Рубинштейн, DR Shelly & WL Ellsworth (2009). «Вулканикалық емес тремор: жарылыс аймақтарының тамырларына терезе». С.Клотингхте, Йорг Негенданк (ред.). Тұтас жер туралы интеграцияланған ғылымдардағы жаңа шектер. Спрингер. б. 287 фф. ISBN 978-90-481-2736-8. Сейсмикалық толқындардың талдауы Жердің ішкі құрылымын зерттеуге арналған жоғары ажыратымдылықты құралдарын ұсынады.

[Fowler-4] CMR Fowler (2005). «§4.1 Жер арқылы толқындар». Қатты жер: ғаламдық геофизикаға кіріспе (2-ші басылым). Кембридж университетінің баспасы. б. 100. ISBN 978-0-521-58409-8. Сейсмология - серпімді толқындардың Жер арқылы өтуін зерттейтін ғылым. Бұл Жердің ішкі құрылымын, әсіресе жер қыртысы мен мантияны зерттеуге арналған ең қуатты әдіс деп айтуға болады.

[5] Лоури, Уильям. Геофизика негіздері. Кембридж университетінің баспасы, 1997, б. 149.

[6] Дзевонский, Адам М .; Андерсон, Дон Л. (1981). «Жердің алдын-ала анықтамалық моделі». Жердің физикасы және планеталық интерьер. 25 (4): 297–356. Бибкод:1981PEPI ... 25..297D. дои:10.1016/0031-9201(81)90046-7.

[7] «Акустикалық каротаж». epa.gov. 2011-12-12. Алынған 2015-02-03.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]