Náttúrufræðingurinn - 1991, Page 67

Love-bylgjur verða til þar sem lag
með lágum S-bylgjuhraða er næst yfir-
borði. SH-bylgjur sem ferðast nálægt
láréttri stefnu í laginu endurkastast
fullkomlega við efri og neðri mörk
þess og komast því ekki út úr því. Til
samans mynda þær þannig bylgju-
hreyfingu sem fylgir yfirborðinu. Efn-
isagnirnar hreyfast eins og í SH-bylgj-
um, þ.e. lárétt og þvert á útbreiðslu-
stefnuna.
Yfirborðsbylgjum fylgir fyrirbrigði
sem nefnist tvístrun, en svo kallast
það þegar bylgjur af mismunandi
bylgjulengd berast með mismunandi
hraða. Eftir því sem bylgjulengd yfir-
borðsbylgju er meiri gætir hennar nið-
ur á meira dýpi. Stystu bylgjurnar ná
aðeins til yfirborðslagsins og það eru
því fjaðurstuðlar þess sem stjórna
hraða þeirra. Lengri bylgjur ná dýpra,
allt niður í möttul, og meginhluti
hreyfingarinnar á sér stað þar. Þar eru
fjaðurstuðlar hærri og bylgjurnar ber-
ast hraðar yfir. Algengasta gerð tvístr-
unar í jörðinni er því þannig að langar
bylgjur fari hraðar yfir en þær stuttu.
Tvístrun yfirborðsbylgna er háð
fjaðurstuðlunum og þar með gerð
jarðlaganna sem bylgjurnar fara um.
Fyrir gefið Iíkan af jarðlagaskipan má
reikna tvístrunina út og bera saman
við það sem mælist. Ef eitthvað ber á
milli má breyta líkaninu og reikna aft-
ur þangað til viðunandi líkan hefur
fundist. Útreikningarnir eru flóknir
og fyrir margbrotin líkön eru þeir vart
gerlegir nema í tölvu. Þeir voru því
ekki gerðir að ráði fyrr en tölvur fóru
að verða algengar, um og eftir 1960.
Meðal fyrstu greina sem fjölluðu um
niðurstöður tvístrunarmælinga var
grein um gerð jarðskorpunnar á Is-
landi eftir Eystein Tryggvason (1962).
Þar var að finna fyrstu vísbendingar
um að undirlag íslands skæri sig úr
umhverfi sínu. Með tvístrunarmæling-
um fékkst líka snemma á sjöunda ára-
tugnum staðfesting þess að ofarlega í
möttli jarðar er víðast að finna lag
með lægri bylgjuhraða en ofan þess og
neðan. Yfirborðsbylgjur sem ná niður
í þetta lag sýna öfuga tvístrun. Petta
lághraðalag gegnir mikilvægu hlut-
verki í landreks- eða flekakenning-
unni, því þar þykjast menn hafa
mjúka lagið sem stinnhvolfsflekarnir
skríða á. Það er nú oftast kallað lin-
hvolf.
FARBRAUTIR í JÖRÐINNI
Það er almennt lögmál í bylgjufræði
að bylgjur berast frá upptökum til
mælistaðar eftir þeirri farbraut sem
leiðir til skemmsta fartíma. I einsleitu
efni er farbrautin bein lína. Ef hrað-
inn er mismunandi í mismunandi hlut-
um efnisins nær bylgjan styttri fartíma
með því að sveigja inn á svæði með
hærri luaða. Hún fer því ekki bein-
ustu leið við slíkar aðstæður. Far-
brautin bognar eða brotnar. I jörðinni
fer bylgjuhraði yfirleitt hækkandi með
dýpi. Það leiðir til þess að farbrautir
liggja dýpra í jörð en beini geislinn
milli upptaka og mælistaðar.
Þegar bylgja fer úr einu jarðlagi í
annað þar sem bylgjuhraðinn er ann-
ar, endurkastast hluti hennar á laga-
mótunum en hluti fer í gegn og brotn-
ar. Þetta er sama fyrirbrigði og þegar
ljós brotnar, t.d. við að fara úr lofti í
vatn. Þá köllum við það ljósbrot, hér
má nefna það bylgjubrot. Hér eru
málin þó nokkru flóknari, því jafn-
framt endurkastinu og bylgjubrotinu
verða til aðrar gerðir bylgna. Bylgja
sem upphaflega er P-bylgja skiptist í
endurkastaða P- og S-bylgju og brotna
P- og S-bylgju. Upphaflega bylgjuork-
an skiptist í fjóra hluta og stærð hvers
hluta er m.a. háð horninu sem bylgjan
myndar við lagamótin.
Bylgjubrot og endurkast verða til
61