Завдання 1. Скориставшись додатковими джерела інформації, дізнайтеся, як утворюються та поширюються сейсмічні хвилі під час землетрусу. Якими можуть бути частота, довжина, швидкість поширення таких хвиль? Як передбачити землетрус? Складіть письмово задачу за отриманими даними.

1. Точка розлому в земній корі, де починається руйнація і відбувається найбільше прослизання, називається вогнищем землетрусу. Інша назва - Гіпоцентр. Точка на земній поверхні прямо над фокусом - епіцентр. Епіцентр не там, де виникло землетрус.

Коли відбувається землетрус, частина енергії, що виділяється всередині Землі перетворюється в тепло. Частина енергії витрачається на руйнування і необоротну деформацію гірських порід і мінералів уздовж розлому. Інша частина енергії, а це велика частина енергії, випромінюється з вогнища землетрусу у вигляді сейсмічних хвиль.

Сейсмічні хвилі діляться на дві основні категорії: обємні хвилі, які проходять через надра землі, і поверхневі хвилі, які розповсюджуються тільки на поверхні землі.

Сейсмічні хвилі виникають в результаті дії сили тяжіння і сил пружності.

Землетруси і підземні вибухи можуть вивільнити багато енергії. Ця енергія йде від свого джерела безліччю способів. Деякі з цих коливань будуть рухатися вперед і назад всередині матерії. Інші хвилі рухаються так само, як океанські хвилі, де вони змушують матерію рухатися вгору і вниз по напрямку хвилі. І хоча деякі з цих хвиль поширюються глибоко всередині планети, інші рухаються тільки по поверхні.

2. Є два типи обємних хвиль: p-хвилі і S-хвилі. Буква P в p-хвилях означає первинні, тому що це найшвидші сейсмічні хвилі, які виявляються першими після землетрусу. P-хвилі проходять через надра землі в багато разів швидше, ніж швидкість реактивного літака, і їм потрібно всього кілька хвилин, щоб пройти через Землю. Швидкість поширення поздовжніх хвиль через матеріал визначається:

1) жорсткість-наскільки сильно матеріал чинить опір вигину в сторону і здатний розпрямитися після проходження зусилля зсуву-чим жорсткіше матеріал, тим швидше поздовжні хвилі

2) стисливість-наскільки матеріал можна стиснути до меншого обсягу, а потім відновити свій колишній обсяг після проходження стискає сили; чим більше стискається є матеріал, тим швидше поздовжні хвилі

3) щільність-скільки маси містить матеріал в одиниці обєму; чим більше щільність матеріалу, тим повільніше поздовжні хвилі

S-хвилі позначає вторинні, оскільки вони є другими за швидкістю сейсмічними хвилями і другим типом, що виявляється після землетрусу. Хоча s-хвилі повільніше, ніж P-хвилі, вони все ж поширюються швидко, але більш ніж в два рази повільніше P-хвиль, переміщаючись зі швидкістю тисячі кілометрів на годину через земну кору і мантію.

Швидкість поширення поперечних хвиль через матеріал визначається тільки:

1) жорсткість-наскільки сильно матеріал чинить опір вигину в сторону і здатний розпрямитися після проходження зусилля зсуву-чим жорсткіше матеріал, тим швидше s-хвилі

2) щільність-скільки маси матеріал містить в одиниці обєму-чим більше щільність матеріалу, тим повільніше s-хвилі

Наприклад, виміряні швидкості поздовжніх хвиль в пісковиках варіюються від 1,8 до 4,8 км / с в залежності від декількох факторів, в тому числі.

Частоти обємних сейсмічних хвиль лежать в інфразвуковому діапазоні 0,1 Гц < V < 10 Гц

Отже, для хвиль з частотою V ~ 1 Гц зменшення амплітуди в (e) раз у поперечної хвилі відбувається на шляху ~ 1000 км, а у поздовжньої хвилі - на шляху ~ 4000 км.

3. Генерація землетрусів-дуже складний процес глибоко в земній корі. Величина і час сильного землетрусу залежать від різних факторів, таких як розмір ділянки розлому і величина накопиченого в ньому напруги. Вимірювання напруги саме по собі є інженерним подвигом, оскільки для цього потрібно просвердлити землю на кілька кілометрів. Більш того, вчені не знають точно, яка напруга потрібно, щоб усунути несправність.

В якості альтернативи прогнозу землетрусів вчені зосереджуються на розробці прогнозів землетрусів, тобто на кількісній оцінці ймовірності виникнення події. Дослідники визначають ці ймовірності виникнення, щоб інформувати громади про сейсмічні небезпеки, які, у свою чергу, можуть використовувати ці дані для прийняття рішень перед землетрусом.

4. Сейсмічна хвиля поширюється в Гранітному масиві. При цьому сигнал від поперечної хвилі запізнюється в порівнянні з сигналом від поздовжньої хвилі на 28 С. яка відстань від сейсмографа до епіцентру землетрусу? Швидкість поздовжньої хвилі дорівнює 5,40 км/с, поперечної — 3,85 км / с.

S=V·t

Складемо систему:

V1·t1=V2·t2

t1-t2=28

Вирішивши систему, отримаємо:

t1=28·V2/(V1-V2)

t1=70 c

S = V1·t1

S = 376 км.