Σεισμικό κύμα, δονήσεις που δημιουργούνται από σεισμό, έκρηξη ή παρόμοια ενεργητική πηγή και διαδίδονται εντός της Γης ή κατά μήκος της επιφάνειάς της. Οι σεισμοί παράγουν τέσσερις βασικούς τύπους ελαστικών κυμάτων. δύο, γνωστά ως κύματα σώματος, ταξιδεύουν μέσα στη Γη, ενώ τα άλλα δύο, που ονομάζονται επιφανειακά κύματα, ταξιδεύουν κατά μήκος της επιφάνειάς της. Οι σεισμογράφοι καταγράφουν το πλάτος και τη συχνότητα των σεισμικών κυμάτων και αποδίδουν πληροφορίες για τη Γη και την υπόγεια δομή της. Τα τεχνητά δημιουργημένα σεισμικά κύματα που καταγράφηκαν κατά τη διάρκεια σεισμικών ερευνών χρησιμοποιούνται για τη συλλογή δεδομένων σχετικά με την αναζήτηση πετρελαίου και φυσικού αερίου και τη μηχανική.
σεισμός: σεισμικά κύματα
Τα σεισμικά κύματα που παράγονται από μια πηγή σεισμού ταξινομούνται συνήθως σε τρεις κύριους τύπους. Τα πρώτα δύο, το P
Από τα κύματα του σώματος, το πρωτεύον ή το Ρ, το κύμα έχει την υψηλότερη ταχύτητα διάδοσης και φτάνει έτσι σε έναν σεισμικό σταθμό εγγραφής γρηγορότερα από το δευτερεύον ή S, κύμα. Τα κύματα P, που ονομάζονται επίσης συμπίεση ή διαμήκη κύματα, δίνουν στο μέσο μετάδοσης - είτε υγρό, στερεό είτε αέριο - μια κίνηση εμπρός και πίσω στην κατεύθυνση της πορείας διάδοσης, τεντώνοντας ή συμπιέζοντας το μέσο καθώς το κύμα περνά οποιοδήποτε ένα σημείο με τρόπο παρόμοιο με αυτό των ηχητικών κυμάτων στον αέρα. Στη Γη, τα κύματα Ρ ταξιδεύουν με ταχύτητες από περίπου 6 χλμ. (3,7 μίλια) ανά δευτερόλεπτο σε επιφανειακό βράχο έως περίπου 10,4 χλμ. (6,5 μίλια) ανά δευτερόλεπτο κοντά στον πυρήνα της Γης περίπου 2.900 χλμ. (1.800 μίλια) κάτω από την επιφάνεια. Καθώς τα κύματα εισέρχονται στον πυρήνα, η ταχύτητα μειώνεται στα περίπου 8 χλμ. (5 μίλια) ανά δευτερόλεπτο. Αυξάνεται σε περίπου 11 χλμ. (6,8 μίλια) ανά δευτερόλεπτο κοντά στο κέντρο της Γης. Η αύξηση της ταχύτητας με βάθος προκύπτει από αυξημένη υδροστατική πίεση καθώς και από αλλαγές στη σύνθεση του βράχου. Σε γενικές γραμμές, η αύξηση προκαλεί τα κύματα Ρ να ταξιδεύουν σε καμπύλες διαδρομές που είναι κοίλες προς τα πάνω.
Τα κύματα S, που ονομάζονται επίσης εγκάρσια ή εγκάρσια κύματα, προκαλούν τα σημεία στερεών μέσων να μετακινούνται κάθετα προς την κατεύθυνση της διάδοσης. Καθώς το κύμα περνά, το μέσο κόβεται πρώτα σε μία κατεύθυνση και μετά σε άλλη. Στη Γη, η ταχύτητα των κυμάτων S αυξάνεται από περίπου 3,4 km (2,1 μίλια) ανά δευτερόλεπτο στην επιφάνεια σε 7,2 km (4,5 μίλια) ανά δευτερόλεπτο κοντά στο όριο του πυρήνα, το οποίο, ως υγρό, δεν μπορεί να τα μεταδώσει. Πράγματι, η παρατηρούμενη απουσία τους είναι ένα συναρπαστικό επιχείρημα για την υγρή φύση του εξωτερικού πυρήνα. Όπως τα κύματα P, τα κύματα S ταξιδεύουν σε καμπύλες διαδρομές που είναι κοίλες προς τα πάνω.
Από τα δύο επιφανειακά σεισμικά κύματα, τα κύματα αγάπης - πήραν το όνομά τους από τον Βρετανό σεισμολόγο AEH Love, ο οποίος προέβλεψε για πρώτη φορά την ύπαρξή τους - ταξιδεύουν πιο γρήγορα. Πολλαπλασιάζονται όταν το στερεό μέσο κοντά στην επιφάνεια έχει ποικίλες κατακόρυφες ελαστικές ιδιότητες. Η μετατόπιση του μέσου από το κύμα είναι εντελώς κάθετη προς την κατεύθυνση της διάδοσης και δεν έχει κατακόρυφα ή διαμήκη στοιχεία. Η ενέργεια των κυμάτων αγάπης, όπως και των άλλων επιφανειακών κυμάτων, απλώνεται από την πηγή σε δύο κατευθύνσεις και όχι σε τρεις, και έτσι αυτά τα κύματα παράγουν ένα ισχυρό ρεκόρ σε σεισμικούς σταθμούς ακόμη και όταν προέρχονται από απομακρυσμένους σεισμούς.
Τα άλλα κύρια κύματα επιφανείας ονομάζονται κύματα Rayleigh μετά τον Βρετανό φυσικό Λόρδο Rayleigh, ο οποίος για πρώτη φορά μαθηματικά απέδειξε την ύπαρξή τους. Τα κύματα Rayleigh ταξιδεύουν κατά μήκος της ελεύθερης επιφάνειας ενός ελαστικού στερεού όπως η Γη. Η κίνησή τους είναι ένας συνδυασμός διαμήκους συμπίεσης και διαστολής που οδηγεί σε ελλειπτική κίνηση σημείων στην επιφάνεια. Από όλα τα σεισμικά κύματα, τα κύματα Rayleigh απλώνονται περισσότερο στο χρόνο, παράγοντας μια μεγάλη διάρκεια κύματος σε σεισμογράφους.
