لقد
تطرقنا بالفعل للموجة P، S وموجات السطح في قسم علوم الزلازل.
مقدار أنواع الموجات المختلفة يعتمد الى حد كبير على الصفات الميكانيكية للوسط
الذي أنتجت فيه هذه الموجات وطريقة توليدها، على سبيل المثال بالتفجير او بطرق
ميكانيكية.
الموجات
الطولية " الموجات التضاغطية أو موجات P" تتولد بانضغاط جسيمات الوسط وهذا
الانضغا ينقل من جسيم لآخر. المبدأ هو مثل ذلك في الموجات الصوتية. تلك الجسيمات
تهتز في اتجاه النقل. وهذا يمكن ان يجري في أي وسط صلب بما فيه طبقات الأرض. سرعة
الانتقال تعتمد على خصائص المادة وسوف تختلف في الطبقات المختلفة. مدى السرعة يتراوح
بين 300م/ث في الرمل الجاف و7800--8200 م/ث في البيريدوتيت.
القيم
تختلف أيضاً في المادة الواحدة بسبب اختلاف السحنات في كل طبقة وكذلك بسبب التاريخ
الجيولوجي المختلف. السرعة المتوسطة للموجات الزلزالية يعتمد أيضاً على العمق وهي
عموماً تزداد مع العمق. هذه الظاهرة تفسر بسهولة بسبب الانضغاط الناتج عن ضغط
الغطاء الصخري.
في
المناطق الغير معروفة فان السرعات الزلزالية المقاسة تعطي بعض الاشارات على الصخور
والظروف الجيولوجية المتوقعة.
سرعة
كلاً من الموجات الطولية P
والمستعرضة S تغتمد على معاملات المرونة
كما يظهر من نظرية الموجة. معامل الحجم K يعبر
عن تشوه الجسم تحت الضغط وقيمته معطاة بVV حيث
هي الضغط ، V هي
الحجم الأصلي للجسم ، Vهي التغير في الحجم. هو سوف يكون مختلفاً للمواد
ذات القابلية العالية للانضغاط عن تلك الغير قابلة للانضغاط ، فعلى سبيل المثال
الحديد له قيمة K عالية بينما المطاط له قيمة
منخفضة.
متغير
مرن آخر هو معامل القص ، الذي يشير الى درجة تشوه عنصر الحجم عند نعرضه لقوة
مماسية. تخيل مكعب أثرت عليه قوة مماسية. اجهاد القفص الذي يتعرض له المكعب متناسب
مع القوة" الضغط" الم}ثر. ثابت التناسب هو معامل القص .
سرعة
الموجة تعتمد على ثوابت المرونة بحسب المعادلة التالية:
VP=K+4/3
and VS=
حيث
K هي معامل الحجم و هو
معامل القص و هي الكثافة
تلك
المعادلات تظهر كيف أن سرعة الموجة تتأثر بتلك المتغيرات. وهكذا فان السرعة تزداد
بازدياد معامل الحجم وبنقصان الكثافة. تأثير الكثافة لايؤخذ دائماً في الحسبان
بشكل كافي ، على سبيل المثال فان سرعات عالية توجد في الملح والطباشير والأنهيدريت
وهلم جرا.
ونظراً
لأن الموائع ذات مقاومة صفرية للقص ، للماء فان = صفر ، فانه لا يمكن أن
توجد موجات مستعرضة (S) في
الماء. مع ذلك يجب الا يختلط علينا الأمر مع النوع الثالث من الموجات المعرف
لخبراء الزلازل ألا وهو الموجات السطحية على سطح السوائل. ذلك النوع يحدث بين
الأسطح على طول الأسطح الحرة ، على سبيل المثال بين اسطح الهواء والأرض ، أو الماء
والهواء. في هذه الحالة فان الجسيمات تتذبذب بشكل فراغي اهليليجي عكسي. الموجات
التي مستويات تذبذب جسيماتها عمودية وموازية لاتجاه الانتشار تسمى موجات رايليغ
Rayleigh وهي الشائعة غالباً في السجلات. الموجات السطحية التي حركة
جسيماتها أفقية ومستعرضة لاتجاه الانتشار تسمى موجات لوف Love. في الجيوفيزياء التطبيقية فان موجات
السطح دائماً غير مرغوب فيها لأنها خلال التسجيلات الزلزالية النعكاسية
والانكسارية تقلل من طاقة أشارة موجات P
المفيدة مما يؤدي الى عدم الدقة كما انها غالباً ما تشوش بشكل فظيع او حتى تطغى
على اشارات موجات P الأضعف.
اجراءات حقلية مستفيضة وترشيح وحديثاً برامج حاسوبية تم تطويرها لتقليل تأثير
الموجات السطحية.
ان قياسات السرعة الدقيقة هي
ذات أهمية أساسية في الجيوفيزياء نظراً لأنها حيوية تماماً لرسم العمق الدقيق
والتفسير الدقيق للنتائج الزلزالية . تحديد الطبقات بالطرق الانكسارية والانعكاسية
يعتمد بشكل أساسي على تحديد السرعة.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق