Náttúrufræðingurinn

Årgang

Náttúrufræðingurinn - 1991, Side 64

Náttúrufræðingurinn - 1991, Side 64
P- OG S-BYLGJUR Venjulegt fjaðrandi fast efni fjaðrar á tvo mismunandi vegu. Annars vegar má aflaga það með því að þrýsta efn- isögnum þess þéttar saman. Rúmmál efnisins minnkar en þrýstingur vex. Fjaðurkraftarnir leitast við að ýta efn- isögnunum í sundur aftur. Hins vegar má aflaga efnið með því að ýta efnis- ögnunum hverri framhjá annarri, þannig að hornin milli tengilína þeirra breytist. Fjaðurkraftarnir sem nú verka leitast við að rétta hornin af aft- ur. Fjarlægð milli aðliggjandi efnis- agna breytist ekki. Efnið svignar en þrýstingur í því er óbreyttur. Þessir tvenns konar fjaðurkraftar eru óháðir eða lítt háðir hver öðrum. Af þessu leiðir að til eru tvenns konar fjaður- bylgjur í föstu efni, P-bylgjur og S- bylgjur. P-bylgjurnar fara hraðar en S-bylgjurnar og draga þær af því nafn sitt (P = prímer, þ.e. fyrsta bylgja, og S = sekúnder, þ.e. önnur bylgja). Hlutfallið á milli hraðanna er á bilinu 1,70 - 1,80 fyrir flest föst efni. P-bylgjan er þrýstingsbylgja, efnið þjappast saman og gengur sundur á víxl þegar bylgjan gengur yfir (1. mynd). Hver efnisögn hreyfist fram og til baka í útbreiðslustefnu bylgj- unnar. Þennan eiginleika má nota til að ákvarða stefnu til upptaka skjálfta frá skjálftamælistöð þar sem allir þrír þættir hreyfingarinnar eru mældir. Ef til dæmis fyrsta hreyfing bylgjunnar er upp og til norðausturs er hún komin úr suðvestri. Ef fyrsta hreyfing er nið- ur og til vesturs, er bylgjan komin úr vestri. Hljóðbylgjur í lofti og vatni eru sama eðlis og P-bylgjur. P-bylgjur eru öðrum bylgjum meira notaðar til könnunar á innri gerð jarð- ar. Bylgjur frá stórum jarðskjálftum og kjarnorkusprengingum berast í gegnum jörðina og mælast um allan heim. Bylgjur til könnunar á efstu jarðlögum má auðveldlega búa til með litlum sprengingum, loftbyssum eða hristivélum. Þannig hefur til dæmis jarðskorpan á íslandi verið könnuð með P-bylgjum (Guðmundur Pálma- son, 1971, Ólafur Flóvenz, 1980, Ól- afur Flóvenz og Karl Gunnarsson, 1991). Samkvæmt niðurstöðum mæl- inganna má skipta jarðskorpunni hér í tvo hluta, efri og neðri hluta. Efri hlutinn er víðast 3-6 km þykkur og einkennist af því að bylgjuhraðinn vex nokkuð hratt með dýpi. Við yfirborð er P-bylgjuhraðinn á bilinu 2-3 km/s, en hann vex jafnt og þétt niður á við, u.þ.b. 0,6 km/s fyrir hvern kílómetra. Þessi aukning er talin stafa af um- myndun basaltsins sem skorpan er gerð úr. í neðri hluta skorpunnar virðist bylgjuhraðinn vera um 6,5 km/s og vex hann lítillega með dýpi. Jarðskorpan á íslandi er misþykk eftir svæðum, en víðast er hún talin 8-15 km þykk. Það er raunar umdeilt hvernig skilgreina á jarðskorpuna hér á landi og verður ekki farið út í það nánar hér. S-bylgjur mætti kalla sveigjubylgj- ur. Efnið svignar, horn breytast, en þrýstingur breytist ekki þar sem bylgj- urnar berast um. Hver efnisögn hreyf- ist hornrétt á útbreiðslustefnu bylgj- unnar, þ.e. hreyfingarvektorinn liggur í fleti, hornréttum á útbreiðslustefn- an. S-bylgjan er þannig þverbylgja, líkt og rafsegulbylgjur eru, t.d. ljós- bylgjur. Þessu fylgir að S-bylgjur geta verið skautaðar, líkt og ljósbylgjur. Talað er um línuskautun ef hreyfingin er eftir beinni línu, en hringskautun ef hreyfingin er eftir hringferli. S-bylgja sem er skautuð eftir láréttri línu hefur stundum sérstakt nafn og er kölluð SH-bylgja. Ef skautunin er hornrétt á þennan þátt er talað um SV-bylgju. Líta má á allar S-bylgjur sem sam- bland af SH- og SV-bylgjum. 58

x

Náttúrufræðingurinn

Direkte link

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Náttúrufræðingurinn
https://timarit.is/publication/337

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.