أهمية الموجات السيزمية الطولية والموجات المستعرضة

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الأول

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الموجات السيزمية الطولية الموجات المستعرضة علوم الأرض والجيولوجيا

لقد لعبت الموجات السيزمية دوراً أساسياً وهاماً في التعرف على تركيب الأرض وطبيعة طبقاتها المختلفة.

وذلك لأنه عند حدوث زلزال كبير تتولد منه الموجات السيزمية الطولية (P) والمستعرضة (S).

وتنتشر في جميع الاتجاهات طبقاً لقواعد محددة (مثل انتشار الموجات الصوتية أو الضوئية) منها قاعدتا فيرمات وهيجز وقانون سنل للإنكسار وقانون الإنعكاس وظاهرتا التشتت والاضمحلال، شكل (1).

 

وتسير هذه الموجات من بؤرة الزلزال عبر طبقات الأرض المختلفة بسرعات تعتمد أساساً على نوع الموجة والكثافة والخواص المرنة لكل طبقة حتى تصل إلى سطح الأرض فتسجلها الآلاف من محطات الزلازل المنتشرة حول العالم.

ويمكن حساب زمن وصولها وزمن سفرها من البؤرة إلى محطة الزلازل وعليه يمكن تحديد سرعة كل منها في كل طبقة على حدة.

وبرسم العلاقة بين زمن السفر والمسافة بين مركز الزلازل ومحطات الزلازل المختلفة فإننا نحصل على ما يسمى بمنحنى زمن السفر والمسافة لكل موجة على حدة.

 

ولقد قام العالمان جيفرز وبولن عام 1940 بعمل العديد من هذه المنحنيات للموجات السيزمية المختلفة عبر طبقات الأرض المختلفة مستخدمين في ذلك نتائج الزلازل الكبيرة والتفجيرات النووية ذات المواقع المحددة بدقة كافية والتي سجلتها محطات زلازل بدقة زمنية عالية.

وبذلك أصبحت هذه المنحنيات عيارية ودقيقة وما زالت تستخدم حتى اليوم في العديد من الدراسات والبحوث عن الزلازل وتركيب وطبيعة باطن الأرض.

ومن ناحية أخرى فقد استخدمت هذه المنحنيات لتحديد سرعات الموجات السيزمية المختلفة أي عمق داخل الأرض وفي أي طبقة من طبقاتها. فمن المعروف أن

حيث (k) معامل الحجم، (µ) معامل الصلابة، (p) الكثافة ويتضح من خلال هذه المعادلة أن الموجة (p) تنتشر في جميع الأوساط الصلبة والسائلة والغازية.

 

وعلى ذلك فإن الموجة (S) تنتشر فقط في الأوساط الصلبة وبصورة عامة فإن سرعة الموجةP = 1,73 × سرعة الموجة (S) وباستخدام منحنيات زمن السفر والمسافة أمكن التوصل إلى توزيعات سرعات هاتين الموجتين مع العمق من سطح الأرض حتى مركزها.

وبذلك توصلنا إلى أن الأرض تتكون من طبقات كروية وتعرفنا على طبيعة وخواص كل طبقة (أنظر الجدول).

أما الموجات السطحية فهي موجات تنشأ من تعدد انعكاس أي من الموجتين P، S بين طبقات الأرض المختلفة وتتميز بترددها الأقل وسعاتها الكبيرة وسرعاتها التي تتغير طبقاً لتغير ترددها وبواسطتها يمكن تحديد سمك القشرة الأرضية طبقة الوشاح.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]