Ответ
Земля – единственная планета в солнечной системе где есть жизнь. Она кажется нам надежной и устойчивой, но на самом деле постоянно испытывает микроскопические колебания от природных или искусственных источников. Эти колебания называются сейсмическими волнами.
Что такое сейсмические волны
Сейсмические волны — это упругие волны, распространяющиеся в твердых породах Земли. Они возникают от различных источников: землетрясения, извержения вулканов, обвалы, техногенные взрывы при проведении работ, удары, вибрации, движение крупных масс, даже от ветра, колышущего траву, возникают микросейсмы.
Существует два основных типа сейсмических волн. Продольные, которые вызывают сжатие и растяжение пород. Поперечные — вызывают изменение формы без изменения объема.
Основные характеристики сейсмических волн: скорость распространения, амплитуда колебаний частиц среды, частота колебаний.
Для регистрации сейсмических волн используются специальные сейсмографы и сейсмометры. По показаниям этих приборов ученые анализируют параметры волн и делают выводы об их источниках и среде распространения.
Скорость распространения сейсмической волны
На скорость сейсмической волны влияют такие факторы, как плотность и упругие свойства горных пород. В среднем, чем глубже, тем выше скорость волн.
Верхняя часть земной коры 1-8 км/с
Нижняя часть земной коры 6-7 км/с
В верхней мантии 8-13 км/с
Продольные волны в среднем распространяются в 1,7 раза быстрее поперечных волн. Используя эти закономерности, по скоростям волн определяют строение недр Земли.
Направления распространения сейсмических волн.
В однородной среде сейсмические волны распространяются прямолинейно от источника. Но реальные горные породы неоднородны, поэтому происходит преломление и отражение волн на границах раздела сред с разными свойствами. Рассеяние волн на неоднородностях и их постепенное затухание по мере удаления от источника. Ученые выяснили, что волны не могут распространяться в жидких средах.
Практическое использование сейсмических волн
Благодаря своим уникальным свойствам, сейсмические волны находят применение в различных областях. Определение параметров землетрясений. По времени прихода сейсмические станции определяют координаты эпицентра и глубину центра землетрясения. А по амплитуде и частоте волн оценивают силу подземных толчков. Изучая преломление и отражение сейсмических волн в недрах, геофизики исследуют строение Земли. Это помогает найти полезные ископаемые, изучить геологические разломы и другие особенности. Отражение сейсмических волн используется при поисках нефти и газа. Волны по-разному отражаются от пустот, заполненных углеводородами. Это позволяет обнаруживать месторождения.
Опасность сейсмических волн
Хотя сейсмические волны сами по себе безвредны, они могут нести опасность во время сильных землетрясений. Амплитуда в эпицентре мощного подземного толчка достигает нескольких метров. Это вызывает разрушения зданий, коммуникаций, инфраструктуры. Больше всего от сейсмических волн страдают высотные и крупные сооружения, мосты, плотины. Наиболее разрушительны волны с частотой, близкой к собственной частоте колебаний здания. Сейсмические толчки могут вызвать оползни, разжижение грунтов, цунами и другие опасные вторичные эффекты.
Защита от сейсмических волн
Чтобы снизить разрушения от землетрясений, используют такие меры:
- Строительство с учетом сейсмики региона.
- Укрепление фундаментов и несущих конструкций.
- Использование гибких и амортизирующих материалов.
- Установка датчиков и систем оповещения.
При получении сигнала о землетрясении важно соблюдать меры безопасности, чтобы избежать травм от падающих предметов и конструкций.
Интересные факты о сейсмических волнах
За многовековую историю изучения сейсмических явлений учеными было сделано немало любопытных открытий. Сильнейшие зарегистрированные сейсмические волны были от землетрясения в Чили в 1960 году. Оказалось, что сейсмические волны порождают даже такие явления, как северное сияние. В атмосфере Земли существуют постоянные микросейсмы неизвестного происхождения. Упругие волны способны огибать препятствия, подобно звуковым или световым волнам. Также они могут усиливать друг друга.