Onda sísmica. Tipos de ondas sísmicas Vibraciones de la corteza terrestre Las ondas sísmicas se propagan

Ondas sísmicas- ondas que transfieren la energía de las vibraciones elásticas (mecánicas) en las rocas. La fuente de una onda sísmica puede ser un terremoto, una explosión, una vibración o un impacto. Las ondas sísmicas se estudian en sismología y geofísica de exploración. Para registrar las vibraciones provocadas por las ondas sísmicas se utilizan registradores sísmicos autónomos o receptores conectados a estaciones sísmicas. La velocidad de propagación de las ondas depende de la densidad y elasticidad del medio. La velocidad tiende a aumentar con la profundidad; en la corteza terrestre es de 2 a 8 km/s, y al profundizar en el manto es de 13 km/s. En sismología, el estudio de las ondas sísmicas tiene un interés fundamental independiente, y en la exploración sísmica, las ondas de fuentes artificiales se dirigen a los límites geológicos de interés para rastrearlas.

Tipos de ondas sísmicas

Hay dos tipos principales: ondas corporales y ondas superficiales. Además de las que se describen a continuación, existen otros tipos de ondas menos importantes que es poco probable que se encuentren en la Tierra, pero que son importantes en astrosismología.

ondas corporales

Las ondas corporales viajan por el interior de la Tierra. La trayectoria de las olas se refracta por las diferentes densidades y durezas de las rocas subterráneas.

ondas P

ondas P(ondas primarias): ondas longitudinales o de compresión. Normalmente su velocidad es el doble que la de las ondas S y pueden atravesar cualquier material. En el aire toman la forma de ondas sonoras y, en consecuencia, su velocidad se vuelve igual a la velocidad del sonido. La velocidad estándar de las ondas P es de 330 m/s en el aire, 1450 m/s en el agua y 5000 m/s en el granito.

ondas S

ondas S(ondas secundarias) - ondas transversales. Muestran que el suelo se mueve perpendicular a la dirección de propagación. En el caso de ondas S polarizadas horizontalmente, la Tierra se mueve alternativamente en una dirección y luego en la otra. Las ondas de este tipo sólo pueden actuar en sólidos.

Ondas superficiales

Las ondas superficiales son algo similares a las ondas del agua, pero a diferencia de ellas, viajan a lo largo de la superficie terrestre. Su velocidad normal es significativamente menor que la velocidad de las ondas corporales. Debido a su baja frecuencia, duración y gran amplitud, son las más destructivas de todos los tipos de ondas sísmicas. Son de dos tipos: ondas de Rayleigh y ondas de Love.

Ondas P y S en el manto y el núcleo

Cuando ocurre un terremoto, los sismógrafos cerca del epicentro registran ondas S y P. Pero a grandes distancias es imposible detectar las altas frecuencias de la primera onda S. Dado que las ondas transversales no pueden viajar a través de líquidos, basándose en este fenómeno, Richard Dickson Oldham planteó la hipótesis de que la Tierra tiene un núcleo externo líquido. Este tipo de investigaciones sugirieron posteriormente que la Luna tiene un núcleo sólido, pero estudios geofísicos recientes muestran que todavía está fundido.

Uso de ondas P y S para localizar un terremoto

En el caso de terremotos locales o cercanos, la diferencia en las llegadas de las ondas P y S se puede utilizar para detectar la distancia desde el evento. En el caso de los terremotos globales, cuatro o más estaciones de observación sincronizadas en el tiempo registran los tiempos de llegada de las ondas P. A partir de estos datos, se puede calcular el epicentro en cualquier parte del planeta. Para determinar el hipocentro se utiliza una mayor cantidad de datos (decenas o cientos de registros de llegadas de ondas P desde estaciones sismológicas).

La forma más sencilla de averiguar la ubicación de un terremoto en un radio de 200 km es calcular la diferencia en la llegada de las ondas P y S en segundos y multiplicarla por 8. Pero en telesísmica [ término desconocido] a distancia, este método no es adecuado, porque existe una alta probabilidad de que las ondas sísmicas penetren en el manto terrestre y se refracten, cambiando su velocidad.

Amplitud de onda sísmica

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Notas

Enlaces

eqseis.geosc.psu.edu/~cammon/HTML/Classes/IntroQuakes/Notes/waves_and_interior.html

E. F. Savarensky, Consejo Interdepartamental de Sismología y Construcción Sismorresistente. Ciencias, 1983 - Total de páginas: 223

Extracto que caracteriza la onda sísmica.

Al ver la tranquilidad de sus tres gracieux souverain, Michaud también se calmó, pero a la pregunta directa y esencial del soberano, que también exigía una respuesta directa, aún no había tenido tiempo de preparar una respuesta.
– Señor, ¿me permettrez vous de vous parler franchement en leal militaire? [Señor, ¿me permitirá hablar con franqueza, como corresponde a un verdadero guerrero?] - dijo para ganar tiempo.
“Coronel, je l'exige toujours”, dijo el soberano. “Ne me cachez rien, je veux savoir absolument ce qu”il en est”. [Coronel, siempre exijo esto... No esconda nada, ciertamente quiero saber toda la verdad.]
- ¡Señor! - dijo Michaud con una leve y apenas perceptible sonrisa en los labios, habiendo logrado preparar su respuesta en forma de un ligero y respetuoso juego de palabras. - ¡Señor! j"ai laisse toute l"armee depuis les chefs jusqu"au dernier soldat, sans Exception, dans une crinte epouvantable, effrayante... [¡Señor! Dejé a todo el ejército, desde los comandantes hasta el último soldado, sin excepción, en miedo grande y desesperado...]
– Comentario ca? – interrumpió el soberano, frunciendo el ceño severamente. – Mes Russes se laisseront ils abattre par le malheur... Jamais!.. [¿Cómo es eso? ¿Pueden mis rusos desanimarse ante el fracaso... ¡Nunca!...]
Esto era justo lo que esperaba Michaud para insertar su juego de palabras.
“Señor”, dijo con una expresión respetuosa y juguetona, “ils craignent seulement que Votre Majeste par bonte de céur ne se laisse persuader de faire la paix”. “Ils brulent de combattre”, dijo el representante del pueblo ruso, “et de prouver a Votre Majeste par le sacrificio de leur vie, combien ils lui sont devoues... [Señor, lo único que temen es que Su Majestad, fuera de la bondad de su alma, no decidirá hacer las paces. Están ansiosos por luchar de nuevo y demostrarle a Su Majestad con el sacrificio de sus vidas lo devotos que son para usted...]
- ¡Ah! - dijo el soberano con calma y con un suave brillo en los ojos, golpeando a Michaud en el hombro. - Vous me tranquillisez, coronel. [¡A! Usted me tranquiliza, coronel.]
El Emperador, con la cabeza gacha, guardó silencio durante un rato.
“Eh bien, retournez a l"armee, [Bueno, entonces regresa al ejército]”, dijo, enderezándose en toda su altura y volviéndose hacia Michaud con un gesto gentil y majestuoso, “et dites a nos braves, dites a tous mes bons sujets partout ou vous passerez, que quand je n"aurais plus aucun soldat, je me mettrai moi meme, a la tete de ma chere noblesse, de mes bons paysans et j"userai ainsi jusqu"a la derniere ressource de mon imperio. “Il m"en offre encore plus que mes ennemis ne pensent”, dijo el soberano, cada vez más inspirado. “Mais si jamais il fut ecrit dans les decrets de la divina providencia”, dijo, levantando su hermosa, dulce y sentimientos brillantes, ojos al cielo, - que ma dinastie dut cesser de rogner sur le trone de mes ancetres, alors, apres avoir epuise tous les moyens qui sont en mon pouvoir, je me laisserai croitre la barbe jusqu"ici (el soberano señaló con su mano a la mitad de su pecho), et j"irai manger des pommes de terre avec le dernier de mes paysans plutot, que de signer la honte de ma patrie et de ma chere nation, dont je sais apreciar les sacrificios!.. [Dile a nuestro Hombres valientes, decid a todos mis súbditos, dondequiera que vayáis, que cuando ya no tenga un solo soldado, yo mismo seré el jefe de mis nobles y buenos hombres y así agotaré los últimos fondos de mi estado. los enemigos piensan... Pero si la divina providencia estaba destinada a que nuestra dinastía dejara de reinar en el trono de mis antepasados, entonces, habiendo agotado todos los medios en mis manos, me dejaré barba hasta ahora y preferiría ir a comer. una papa con el último de mis campesinos que se atreven a firmar la vergüenza de mi patria y de mi querido pueblo, ¡cuyos sacrificios sé apreciar!..] Habiendo dicho estas palabras con voz excitada, el soberano de repente se volvió, como si queriendo ocultarle a Michaud las lágrimas que habían brotado de sus ojos, y se adentró en el fondo de su despacho. Después de permanecer allí unos instantes, regresó con largos pasos hacia Michaud y con un gesto fuerte le apretó la mano por debajo del codo. El hermoso y manso rostro del soberano se sonrojó y sus ojos ardieron con un brillo de determinación e ira.
“Coronel Michaud, n"oubliez pas ce que je vous dis ici; peut etre qu"un jour nous nous le rappellerons avec plaisir... Napoleon ou moi”, dijo el soberano, tocándose el pecho. – Nous ne pouvons plus regner ensemble. J "ai appris a le connaitre, il ne me trompera plus... [Coronel Michaud, no olvide lo que le dije aquí; tal vez algún día lo recordemos con mucho gusto... Napoleón o yo... No podemos Ya no reinaremos juntos. Ahora lo reconozco y ya no me engañará...] - Y el soberano, frunciendo el ceño, guardó silencio. Al oír estas palabras, al ver la expresión de firme determinación en los ojos del soberano, Michaud - quoique etranger, mais Russe de c?ur et d"ame - se sintió en este momento solemne - entousiasme par tout ce qu"il venait d"entendre [aunque extranjero, pero ruso de corazón... admirando todo lo que escuchó] ( como dijo más tarde), y en las siguientes expresiones se retrató a sí mismo como sus sentimientos, así como los sentimientos del pueblo ruso, a quien consideraba autorizado.
- ¡Señor! - él dijo. - Votre Majeste signe dans ce moment la gloire de la nation et le salut de l "Europa! [¡Soberano! ¡Su Majestad firma en este momento la gloria del pueblo y la salvación de Europa!]
El Emperador inclinó la cabeza y soltó a Michaud.

Mientras Rusia estaba medio conquistada, y los habitantes de Moscú huyeron a provincias lejanas, y milicia tras milicia se levantaron para defender la patria, involuntariamente nos parece a nosotros, que no vivimos en ese momento, que todos los rusos, jóvenes y viejos, estaban ocupado sólo en sacrificarse, salvar la patria o llorar por su destrucción. Las historias y descripciones de esa época, sin excepción, hablan sólo del autosacrificio, el amor a la patria, la desesperación, el dolor y el heroísmo de los rusos. En realidad este no fue el caso. Nos parece que esto es así sólo porque vemos en el pasado un interés histórico común de esa época y no vemos todos esos intereses personales y humanos que tenía la gente de esa época. Mientras tanto, en realidad, esos intereses personales del presente son mucho más importantes que los intereses generales que, gracias a ellos, el interés general nunca se siente (ni siquiera se nota en absoluto). La mayoría de la gente de esa época no prestaba atención al curso general de los asuntos, sino que se guiaba únicamente por los intereses personales del presente. Y estas personas fueron las figuras más útiles de esa época.

Ministerio de Educación y Ciencia

Federación Rusa

Universidad Federal de Crimea que lleva el nombre de V.I. Vernadsky

Academia Táurida

Facultad de Geografía

Departamento de Geografía y Geomorfología

AUTOMÓVIL CLUB BRITÁNICO. PASYNKOV

GEOMORFOLOGÍA SÍSMICA

(Tutorial)

Simferópol – 2015

Pasynkov Anatoly Andreevich

(Tutorial)

Simferopol: Universidad Federal de Crimea

Nombrado en honor a VI Vernadsky, Academia Tauride. 2015. – 100 p.

este tutorial

El curso de conferencias está diseñado para preparar maestros académicos en el campo de "", estudiantes de geomorfología de facultades de geografía, profesores y especialistas.

CONTENIDO

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Tema 1. CONCEPTO DE SISMOLOGÍA

Sismología(del griego antiguo σεισμός - (tierra) temblor y λόγος - palabra, habla) - la ciencia de la propagación de ondas sísmicas en las entrañas de la Tierra. Sólo con la ayuda de la sismología fue posible crear una imagen de la estructura profunda del globo (corteza, manto, núcleo exterior e interior). La sismología también se ocupa de los terremotos, los movimientos de plataformas, el seguimiento del desarrollo de yacimientos minerales, etc.

La sismología es la ciencia que se ocupa de la medición y análisis de todos los movimientos que registran los sismógrafos en la superficie de la Tierra sólida. Esta es una rama de la geofísica que estudia los terremotos, sus causas, consecuencias y medidas para proteger las estructuras artificiales.

El principal portador de información son las ondas sísmicas, cuya interpretación de la grabación permite estudiar, junto con los terremotos, la estructura de la Tierra, así como identificar depósitos minerales y registrar explosiones (por ejemplo, nucleares).

La principal tarea de la sismología es estudiar la estructura interna de la Tierra. Por tanto, es muy importante saber cómo las desviaciones de la homogeneidad afectan la propagación de las ondas sísmicas. Básicamente, todos los datos directos sobre la estructura interna de la Tierra se obtienen a partir de observaciones de la propagación de ondas elásticas provocadas por terremotos.

Bajo sismicidad Implica la distribución geográfica de los terremotos, su relación con la estructura de la superficie terrestre y su distribución por magnitud (o energía).

Temblores- temblores y vibraciones de la superficie de la Tierra provocados por causas naturales (principalmente procesos tectónicos) o procesos artificiales (explosiones, llenado de embalses, colapso de cavidades subterráneas en explotaciones mineras). Los pequeños temblores también pueden provocar que la lava se eleve durante las erupciones volcánicas.

Cada año se producen alrededor de un millón de terremotos en toda la Tierra, pero la mayoría son tan pequeños que pasan desapercibidos. Los terremotos realmente fuertes, capaces de causar una destrucción generalizada, ocurren en el planeta aproximadamente una vez cada dos semanas. Afortunadamente, la mayoría de ellos ocurren en el fondo de los océanos y, por lo tanto, no van acompañados de consecuencias catastróficas (si no ocurre un terremoto bajo el océano sin un tsunami).

Los terremotos son más conocidos por la devastación que pueden causar. La destrucción de edificios y estructuras es causada por vibraciones del suelo o maremotos gigantes (tsunamis) que se producen durante los desplazamientos sísmicos en el fondo del mar.

Causas de los terremotos.

La causa de un terremoto es el rápido desplazamiento de una sección de la corteza terrestre en su conjunto en el momento de la deformación plástica (frágil) de las rocas sometidas a tensión elástica en el origen del terremoto. La mayoría de las fuentes de terremotos ocurren cerca de la superficie de la Tierra (Fig. 1). El desplazamiento en sí se produce bajo la acción de fuerzas elásticas durante el proceso de descarga, lo que reduce las deformaciones elásticas en el volumen de toda la sección de la losa y se desplaza a la posición de equilibrio. Un terremoto es una transición rápida (a escala geológica) de energía potencial acumulada en rocas del interior de la Tierra deformadas elásticamente (comprimidas, cortadas o estiradas) a la energía de las vibraciones de estas rocas (ondas sísmicas), a la energía de los cambios en la estructura de las rocas en el origen del terremoto. Esta transición ocurre cuando se excede la resistencia a la tracción de las rocas en el origen del terremoto.

Arroz. 1 Epicentros modernos de terremotos y volcanes en la Tierra.

La resistencia a la tracción de las rocas de la corteza terrestre se supera como resultado de un aumento en la suma de las fuerzas que actúan sobre ella:

Fuerzas de fricción viscosa de los flujos de convección del manto sobre la corteza terrestre;

Fuerza de Arquímedes que actúa sobre la corteza ligera desde el manto plástico más pesado;

Mareas lunares-solares;

Cambio de presión atmosférica.

En el momento de un terremoto, la energía potencial de deformación elástica en la fuente del terremoto disminuye rápidamente (casi instantáneamente) hasta la energía residual mínima (casi a cero). Y en las proximidades de la fuente, debido al desplazamiento de la placa en su conjunto durante un terremoto, las deformaciones elásticas aumentan algo. Es por eso que a menudo ocurren repetidos terremotos (réplicas) en las cercanías del terremoto principal. De la misma manera, pequeños terremotos “preliminares” (previos) pueden provocar uno grande en las proximidades del pequeño terremoto inicial. Un gran terremoto (con un gran desplazamiento de las placas) puede provocar terremotos inducidos posteriores incluso en bordes de placas distantes.

Los terremotos de foco profundo, cuyas fuentes se encuentran a profundidades de hasta 700 km de la superficie, ocurren en los límites convergentes de las placas litosféricas y están asociados con la subducción.

Ondas sísmicas y su medición.

El deslizamiento de las rocas a lo largo de una falla se evita inicialmente mediante la fricción. Como resultado, la energía que provoca el movimiento se acumula en forma de tensiones elásticas en las rocas. Cuando la tensión alcanza un punto crítico que excede la fuerza de fricción, se produce una ruptura brusca de las rocas con su desplazamiento mutuo; la energía acumulada, cuando se libera, provoca vibraciones ondulatorias de la superficie terrestre: terremotos. Los terremotos también pueden ocurrir cuando las rocas se comprimen en pliegues, cuando la magnitud de la tensión elástica excede la resistencia a la tracción de las rocas y se dividen, formando una falla.

Las ondas sísmicas generadas por los terremotos se propagan en todas direcciones desde la fuente como ondas sonoras. El punto en el que comienza el movimiento de la roca se llama foco, hogar o hipocentro, y un punto en la superficie de la tierra sobre la fuente es epicentro del terremoto . Las ondas de choque se propagan en todas direcciones desde la fuente; a medida que se alejan de ella, su intensidad disminuye. Las velocidades de las ondas sísmicas pueden alcanzar los 8 km/s.

Tipos de ondas sísmicas.

Las ondas sísmicas se dividen en ondas de compresión y ondas de corte.

Ondas de compresión u ondas sísmicas longitudinales., provocan vibraciones de las partículas de roca por las que pasan en la dirección de propagación de las ondas, provocando la alternancia de zonas de compresión y rarefacción en las rocas. La velocidad de propagación de las ondas de compresión es 1,7 veces mayor que la velocidad de las ondas de corte, por lo que las estaciones sismológicas son las primeras en registrarlas. Las ondas de compresión también se llaman ondas primarias. (ondas P). La velocidad de la onda P es igual a la velocidad del sonido en la roca correspondiente. En frecuencias de ondas P superiores a 15 Hz, estas ondas pueden percibirse de oído como un zumbido y estruendo subterráneo.

Ondas de corte, u ondas sísmicas transversales, hacen que las partículas de roca oscilen perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Las ondas de corte también se llaman ondas secundarias. (Ondas S).

Hay un tercer tipo de ondas elásticas: ondas largas o superficiales (ondas L). Ellos son los que causan la mayor destrucción.

Sismógrafo

Las observaciones instrumentales aparecieron por primera vez en China, donde en 132 Chang Hen inventó un sismoscopio, que era un recipiente hábilmente construido. En el exterior del recipiente, con un péndulo colocado en el interior, estaban grabadas en un círculo las cabezas de dragones que sostenían bolas en la boca. Cuando el péndulo se balanceó por el terremoto, una o más bolas cayeron en las bocas abiertas de las ranas colocadas en la base de los vasos para que las ranas pudieran tragarlas (Fig. 2).

Arroz. 2. Sismoscopio de Chang Hyun.

Un sismógrafo moderno es un conjunto de instrumentos que registran las vibraciones del suelo durante un terremoto y las convierten en una señal eléctrica, registrada en sismogramas en forma analógica y digital. Sin embargo, como antes, el principal elemento sensible es un péndulo con carga (Fig. 3).

Arroz. 3 Sismógrafo.

Servicio sísmico

El servicio sísmico lleva a cabo observaciones constantes de los terremotos. La red global moderna incluye St. 2.000 estaciones sismológicas estacionarias, cuyos datos se publican sistemáticamente en boletines y catálogos sismológicos. Además de las estaciones estacionarias, se utilizan sismógrafos expedicionarios, incluidos los instalados en el fondo del océano. También se enviaron sismógrafos de expedición a la Luna (donde 5 sismógrafos registran anualmente hasta 3000 terremotos lunares), así como a Marte y Venus.

Tipos de terremotos

Tectónico

Los terremotos tectónicos se producen como resultado de una liberación repentina de tensión, por ejemplo, durante el movimiento a lo largo de una falla en la corteza terrestre (las investigaciones de los últimos años muestran que los terremotos profundos también pueden ser causados por transiciones de fase en el manto terrestre que ocurren a ciertas temperaturas y presiones). Desplazamiento horizontal – 6 m El valor máximo registrado de desplazamientos sismogénicos a lo largo de la falla es de 15 m.

Arroz. 4. Mecanismo del terremoto tectónico

Fig.5 Consecuencias de los terremotos tectónicos

A veces, las fallas profundas salen a la superficie. Durante el catastrófico terremoto de San Francisco del 18 de abril de 1906, la longitud total de las rupturas superficiales en la zona de la falla de San Andrés fue de más de 430 km.

Fig.6 Falla de San Andrés

Volcánico

Los terremotos volcánicos son un tipo de terremoto en el que se produce un terremoto como consecuencia de una alta tensión en las profundidades de un volcán. La causa de tales terremotos es la lava, el gas volcánico. Los terremotos de este tipo son débiles, pero continúan durante mucho tiempo, muchas veces, semanas y meses. Sin embargo, un terremoto no supone ningún peligro para personas de este tipo.

Arroz. 5. Vulcanismo

tecnogénico

Recientemente, ha surgido información de que los terremotos pueden ser causados por la actividad humana. Por ejemplo, en áreas de inundación durante la construcción de grandes embalses, la actividad tectónica aumenta: aumenta la frecuencia de los terremotos y su magnitud. Esto se debe al hecho de que la masa de agua acumulada en los embalses aumenta la presión en las rocas con su peso, y el agua que se filtra reduce la resistencia a la tracción de las rocas. Fenómenos similares ocurren cuando se extraen grandes cantidades de roca de minas, canteras y durante la construcción de grandes ciudades con materiales importados.

Arroz. Consecuencias del impacto provocado por el hombre (terremotos provocados por el hombre)

Deslizamiento de tierra

Los terremotos también pueden ser causados por deslizamientos de tierra y grandes deslizamientos de tierra. Estos terremotos se denominan deslizamientos de tierra, son de naturaleza local y tienen poca fuerza.

Arroz. Consecuencias del terremoto de deslizamiento de tierra

Ondas sísmicas.

Durante un terremoto, las partículas de roca se mueven y oscilan en su origen. Empujan y hacen vibrar las partículas vecinas, que transmiten las vibraciones aún más lejos en forma de onda acústica. Las oscilaciones que se propagan desde la fuente de un terremoto son ondas elásticas, cuya naturaleza y velocidad de propagación dependen de las propiedades elásticas y la densidad de las rocas. Las propiedades elásticas incluyen el módulo de volumen, que caracteriza la resistencia a la compresión sin cambiar de forma, y el módulo de corte, que determina la resistencia a las fuerzas de corte. La velocidad de propagación de las ondas elásticas aumenta en proporción directa a la raíz cuadrada de los valores de los parámetros de elasticidad y densidad del medio.
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Ondas longitudinales y transversales.

Estas ondas aparecen primero en los sismogramas. Las primeras que se registran son las ondas longitudinales, durante cuyo paso cada partícula del medio se comprime primero y luego se expande nuevamente, experimentando un movimiento alternativo en la dirección longitudinal (es decir, en la dirección de propagación de la onda). Estas ondas también se denominan ondas P u ondas primarias. Su velocidad depende del módulo elástico y la rigidez de la roca. Cerca de la superficie terrestre, la velocidad de las ondas P es de 6 km/s, y a profundidades muy grandes es de aprox. 13 kilómetros por segundo. Las siguientes en registrarse son las ondas sísmicas transversales, también llamadas ondas S u ondas secundarias. A medida que pasan, cada partícula de roca oscila perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Su velocidad depende de la resistencia al corte de la roca y es aproximadamente 7/12 de la velocidad de propagación de la onda P.

Las ondas superficiales se propagan a lo largo o paralelamente a la superficie de la Tierra y no penetran a más de 80-160 km. Este grupo incluye las ondas de Rayleigh y las ondas de Love (llamadas así en honor a los científicos que desarrollaron la teoría matemática de la propagación de tales ondas). Cuando las ondas de Rayleigh las atraviesan, las partículas de roca describen elipses verticales que se encuentran en el plano focal. En las ondas Love, las partículas de roca oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Las ondas superficiales a menudo se abrevian como ondas L. Su velocidad de propagación es de 3,2 a 4,4 km/s. Durante los terremotos de foco profundo, las ondas superficiales son muy débiles.

La amplitud y el período caracterizan los movimientos oscilatorios de las ondas sísmicas. La amplitud es la cantidad en la que cambia la posición de una partícula del suelo durante el paso de una onda en comparación con el estado de reposo anterior. El período de oscilación es el período de tiempo durante el cual ocurre una oscilación completa de una partícula. Cerca de la fuente del terremoto se observan vibraciones con diferentes períodos, desde fracciones de segundo hasta varios segundos. Sin embargo, a grandes distancias del centro (cientos de kilómetros), las oscilaciones de período corto son menos pronunciadas: las ondas P se caracterizan por períodos de 1 a 10 s, y las ondas S, un poco más largas. Los períodos de las ondas superficiales varían desde unos pocos segundos hasta varios cientos de segundos. Las amplitudes de las oscilaciones pueden ser significativas cerca de la fuente, pero a distancias de 1.500 km o más son muy pequeñas: menos de unas pocas micras para las ondas P y S y menos de 1 cm para las ondas superficiales.
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Reflexión y refracción.

Al encontrar capas de rocas con diferentes propiedades a lo largo de su trayectoria, las ondas sísmicas se reflejan o refractan, del mismo modo que un rayo de luz se refleja en la superficie de un espejo o se refracta al pasar del aire al agua. Cualquier cambio en las características elásticas o la densidad del material a lo largo de la trayectoria de propagación de las ondas sísmicas hace que se refracten y, con cambios bruscos en las propiedades del medio, se refleja parte de la energía de las ondas (ver figura).
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Trayectorias de ondas sísmicas.

Las ondas longitudinales y transversales se propagan por toda la Tierra, mientras que el volumen del medio involucrado en el proceso oscilatorio aumenta continuamente. La superficie correspondiente al movimiento máximo de ondas de un determinado tipo en un momento dado se denomina frente de estas ondas. Dado que el módulo elástico de un medio aumenta con la profundidad más rápido que su densidad (hasta una profundidad de 2900 km), la velocidad de propagación de las ondas en la profundidad es mayor que cerca de la superficie, y el frente de onda parece estar más avanzado tierra adentro que en la dirección lateral (lateral). La trayectoria de una onda es una línea que conecta un punto en el frente de onda con la fuente de la onda. Las direcciones de propagación de las ondas P y S son curvas convexas hacia abajo (debido a que la velocidad de las ondas es mayor en profundidad). Las trayectorias de las ondas P y S coinciden, aunque las primeras se propagan más rápidamente.

Las estaciones sísmicas ubicadas lejos del epicentro de un terremoto registran no solo ondas P y S directas, sino también ondas de este tipo, ya reflejadas una vez desde la superficie de la Tierra: PP y SS (o PR1 y SR1), y a veces reflejadas dos veces: PPP. y SSS (o PR2 y SR2). También hay ondas reflejadas que recorren una parte del camino como onda P y la segunda, después de la reflexión, como onda S. Las ondas convertidas resultantes se denominan PS o SP. En los sismogramas de terremotos de foco profundo también se observan otros tipos de ondas reflejadas, por ejemplo, ondas que se reflejaron desde la superficie de la Tierra antes de llegar a la estación de registro. Generalmente se indican con una letra minúscula seguida de una letra mayúscula (por ejemplo, рR). Estas ondas son muy cómodas de utilizar para determinar la profundidad de la fuente del terremoto.

A una profundidad de 2900 km, la velocidad de la onda P disminuye bruscamente de >13 km/s a ~8 km/s; y las ondas S no se propagan por debajo de este nivel, correspondiente al límite del núcleo y el manto de la Tierra. Ambos tipos de ondas se reflejan parcialmente en esta superficie y parte de su energía regresa a la superficie en forma de ondas denominadas PcP y ScS. Las ondas P atraviesan el núcleo, pero su trayectoria se desvía bruscamente y aparece una zona de sombra en la superficie de la Tierra, dentro de la cual sólo se registran ondas P muy débiles. Esta zona comienza a una distancia de aprox. A 11 mil kilómetros de la fuente sísmica, y ya a una distancia de 16 mil kilómetros, las ondas P aparecen nuevamente, y su amplitud aumenta significativamente debido a la influencia de enfoque del núcleo, donde las velocidades de las ondas son bajas. Las ondas P que atraviesan el núcleo terrestre se denominan RCR o P?. Los sismogramas también distinguen claramente las ondas que, en el camino desde la fuente hasta el núcleo, pasan como ondas S, luego pasan por el núcleo como ondas P y al salir se transforman nuevamente en ondas de tipo S. En el mismo centro de la Tierra A una profundidad de más de 5.100 km se encuentra un núcleo interno que se supone que se encuentra en estado sólido, pero su naturaleza aún no está del todo clara. Las ondas que penetran a través de este núcleo interno se denominan PKIKR o SKIKS (ver Fig. 1).
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escalas sísmicas

Los movimientos sísmicos son complejos, pero se pueden clasificar. Existe una gran cantidad de escalas sísmicas, que se pueden reducir a tres grupos principales. En Rusia se utiliza la escala de 12 puntos MSK-64 (Medvedev-Sponheuer-Karnik), que es la más utilizada en el mundo, que se remonta a la escala Mercali-Cancani (1902), en los países latinoamericanos la de 10 -Se adoptó la escala de Rossi-Forel (1883), en Japón, la escala de 7 puntos. La evaluación de la intensidad, que se basa en las consecuencias cotidianas de un terremoto, que incluso un observador inexperto puede distinguir fácilmente, es diferente en las escalas sísmicas de los distintos países. Por ejemplo, en Australia, uno de los grados de sacudida se compara con “la forma en que un caballo se frota contra el poste de una terraza”; en Europa, el mismo efecto sísmico se describe como “las campanas comienzan a sonar”; en Japón, “una sacudida volcada Linterna de piedra” aparece. De la forma más sencilla y cómoda, las sensaciones y observaciones se presentan en una breve escala descriptiva esquematizada (versión MSK) que puede ser utilizada por cualquier persona.

Tipos de terremotos

Existen varias clasificaciones de terremotos. En particular, según el método de ocurrencia, se distinguen los terremotos tectónicos, volcánicos, provocados por el hombre, los terremotos por deslizamientos de tierra y los desprendimientos de rocas. Dado que este factor es una de las principales características de estos fenómenos, conviene profundizar en cada uno de los tipos mencionados con más detalle.

Ondas corporales y ondas superficiales.

Las ondas sísmicas se estudian en sismología y geofísica de exploración. Para registrar las vibraciones provocadas por las ondas sísmicas se utilizan registradores sísmicos autónomos o receptores conectados a estaciones sísmicas.

La velocidad de propagación de las ondas depende de la densidad y elasticidad del medio. Tiende a aumentar a medida que se profundiza; en la parte superior de la corteza terrestre es de 2 a 8 km/s, y cuando se hunde hasta el nivel del manto es de 13 km/s.

La frecuencia de las ondas es baja, oscila entre 2 y 50 hercios.

En sismología, el estudio de las ondas sísmicas tiene un interés fundamental independiente, y en la exploración sísmica, las ondas de fuentes artificiales se dirigen a los límites geológicos de interés para rastrearlas.

Tipos de ondas sísmicas

ondas corporales

Las ondas corporales viajan por el interior de la Tierra. La trayectoria de las olas se refracta por las diferentes densidades y durezas de las rocas subterráneas.

ondas P

ondas P(ondas primarias): ondas longitudinales o de compresión. De manera similar a las ondas sonoras, las partículas vibran hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la línea de propagación de la onda. Normalmente su velocidad es el doble que la de las ondas S y pueden atravesar cualquier material. En el aire toman la forma de ondas sonoras y, en consecuencia, su velocidad se vuelve igual a la velocidad del sonido. La velocidad estándar de las ondas P es de 330 m/s en el aire, 1450 m/s en el agua y 5000 m/s en el granito. En la parte inferior del límite de Mohorovicic, la velocidad de la onda P es de aproximadamente 8100 m/s, y en la zona del límite entre el manto y el núcleo alcanza los 13600 m/s.

ondas S

ondas S(ondas secundarias) - ondas transversales. Las partículas del medio experimentan vibraciones perpendiculares a la línea de propagación de la onda. Los líquidos no transmiten ondas S, esta es una de las razones por las que un terremoto en un barco en el mar se siente como un choque vertical, como si el barco hubiera encontrado un objeto submarino. En la parte inferior del límite de Mohorovicic, la velocidad de la onda S es de aproximadamente 4400 m/s, y en la zona del límite entre el manto y el núcleo alcanza los 7300 m/s.

Ondas superficiales

Las ondas superficiales son de dos tipos: ondas de Rayleigh y ondas de Love. En las ondas de Love, las partículas oscilan en un plano horizontal perpendicular a la dirección de propagación de la onda. En las ondas de Rayleigh, las partículas se mueven en elipses hacia adelante, arriba, atrás y abajo en relación con la dirección de propagación de la onda. Una onda superficial viaja más lentamente que una onda S, mientras que la onda Love es más rápida que una onda Rayleigh.

Ondas P y S en el manto y el núcleo

Uso de ondas P y S para localizar un terremoto

La forma más sencilla de averiguar la ubicación de un terremoto en un radio de 200 km es calcular la diferencia en la llegada de las ondas P y S en segundos y multiplicarla por 8. Pero en telesísmica [ término desconocido ] a distancia, este método no es adecuado, porque existe una alta probabilidad de que las ondas sísmicas penetren en el manto terrestre y se refracten, cambiando su velocidad.

Amplitud de onda sísmica

La amplitud de una onda elástica sísmica es el valor máximo del desplazamiento de una partícula de roca oscilante con respecto al estado de equilibrio. Dependiendo del tipo de receptor de vibraciones sísmicas, la amplitud puede ser igual a la velocidad o aceleración máxima de las partículas vibratorias. Después de la conversión en los receptores, la señal sísmica se vuelve eléctrica, por lo que la amplitud se expresa en mV o en unidades ADC. Actualmente no existe un estándar para las ondas sísmicas, por lo que la cuestión de la unidad de medida de la amplitud permanece abierta y se supone que no tiene dimensiones.

Dependiendo de la polaridad del impulso sísmico, la amplitud de la onda puede ser positiva o negativa. Un pulso con amplitud positiva tiene la misma polaridad (orden de fases) que el de la onda creada directamente por la fuente, y un pulso con amplitud negativa tiene la polaridad opuesta.

Las ondas sísmicas se dividen en ondas de compresión y ondas de corte.

1. Las ondas de compresión, u ondas sísmicas longitudinales, provocan vibraciones de las partículas de roca por las que pasan en la dirección de propagación de la onda, provocando la alternancia de zonas de compresión y rarefacción en las rocas. La velocidad de propagación de las ondas de compresión es 1,7 veces mayor que la velocidad de las ondas de corte, por lo que las estaciones sismológicas son las primeras en registrarlas. Las ondas de compresión también se denominan ondas primarias (ondas P). La velocidad de la onda P es igual a la velocidad del sonido en la roca correspondiente. En frecuencias de ondas P superiores a 15 Hz, estas ondas pueden percibirse de oído como un zumbido y estruendo subterráneo.
2. Las ondas de corte, u ondas sísmicas transversales, hacen que las partículas de roca vibren perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Las ondas de corte también se denominan ondas secundarias (ondas S).

Existe un tercer tipo de ondas elásticas: las ondas largas o superficiales (ondas L). Ellos son los que causan la mayor destrucción.

Las ondas sísmicas se dividen en hipocentrales (longitudinales y transversales) y superficiales (ondas de Rayleigh y Love).

1.
2. Ondas de corte hipocentrales (ondas S)
3. Las ondas de Rayleigh y Love (ondas R y ondas L) son ondas sísmicas que se propagan desde el epicentro de un terremoto en el espesor de la capa superior de la corteza terrestre. El desplazamiento de las partículas del suelo en la onda R se produce en el plano vertical y en la onda L, en el plano horizontal perpendicular a la dirección de propagación de estas ondas.

El impacto general de los factores dañinos de un terremoto mencionados anteriormente en la superficie terrestre se caracteriza por la intensidad del terremoto, que se expresa en puntos. Dependiendo de la intensidad de las vibraciones de la superficie terrestre, se ha establecido la siguiente clasificación de terremotos

4. Ondas longitudinales hipocentrales (ondas P)- ondas sísmicas que se propagan desde la fuente del terremoto en todas direcciones con la formación alterna de zonas de compresión y tensión. En este caso, el desplazamiento de las partículas del suelo se produce en la dirección de propagación de las ondas.
5. Ondas de corte hipocentrales (ondas S)- ondas sísmicas que se propagan desde la fuente del terremoto en todas direcciones con la formación de zonas de cizalla. El desplazamiento de partículas se produce perpendicular a la dirección de propagación de las ondas.
6. Ondas de Rayleigh y Love (ondas R y ondas L)- ondas sísmicas que se propagan desde el epicentro de un terremoto en el espesor de la capa superior de la corteza terrestre. El desplazamiento de las partículas del suelo en la onda R se produce en el plano vertical y en la onda L, en el plano horizontal perpendicular a la dirección de propagación de estas ondas.

Los principales parámetros de las ondas sísmicas son: velocidad de propagación, amplitud máxima de vibración, período de vibración y tiempo de acción de las olas.

La velocidad de propagación de las ondas longitudinales hipocentrales es de unos 8 km/s, las ondas transversales hipocentrales de unos 5 km/s y las ondas superficiales de 0,5 a 2 km/s.

La amplitud máxima de las oscilaciones, el período de oscilaciones y la duración de las ondas dependen de las condiciones del suelo, la ubicación de la fuente y la potencia del terremoto.

tabla 1

	Fuerza del terremoto	una breve descripción de
	No sentía	Marcado únicamente por instrumentos sísmicos.
	Temblores muy débiles	Marcado por instrumentos sísmicos. Sólo lo sienten determinadas personas que se encuentran en un estado de completa paz en los pisos superiores de los edificios y los animales domésticos muy sensibles.
		Sólo se siente dentro de algunos edificios, como el impacto de un camión.
	Moderado	Se reconoce por un ligero traqueteo y vibración de objetos, platos y cristales de ventanas, crujidos de puertas y paredes. Dentro del edificio, la mayoría de la gente siente el temblor.
	bastante fuerte	Al aire libre lo sienten muchos, dentro de las casas, todos. Sacudida general del edificio, vibración de muebles. Los péndulos del reloj se detienen. Grietas en cristales de ventanas y yeso. Despertar a los durmientes. Las personas que se encuentran fuera de los edificios pueden sentirlo: las finas ramas de los árboles se balancean. Las puertas se cierran de golpe.
		Lo sienten todos. Mucha gente sale corriendo a la calle con miedo. Los cuadros caen de las paredes. Se están desprendiendo trozos de yeso.
	Muy fuerte	Daños (grietas) en las paredes de casas de piedra. Los edificios antisísmicos, así como los de madera y mimbre, permanecen ilesos.
	Destructivo	Grietas en pendientes pronunciadas y suelos húmedos. Los monumentos se salen de su lugar o se caen. Las casas están gravemente dañadas.
	Devastador	Graves daños y destrucción de casas de piedra. Las casas viejas de madera están torcidas.
	Destructivo	Las grietas en el suelo a veces tienen hasta un metro de ancho. Deslizamientos y derrumbes de taludes. Destrucción de edificios de piedra. Curvatura de raíles ferroviarios.
	Catástrofe	Amplias grietas en las capas superficiales de la tierra. Numerosos deslizamientos de tierra y derrumbes. Las casas de piedra quedaron casi completamente destruidas. Fuertes flexiones y abombamientos de los rieles del ferrocarril.
	Mayor desastre	Los cambios en el suelo alcanzan proporciones enormes. Numerosas grietas, derrumbes, desprendimientos de tierra. La aparición de cascadas, represas en lagos, desviación del caudal de los ríos. Ni una sola estructura puede resistir.

La dificultad de rescatar personas en un terremoto se debe a lo repentino de su ocurrencia, las dificultades para desplegar fuerzas y desplegar operaciones de búsqueda y rescate en la zona de destrucción masiva; la presencia de un gran número de víctimas que requieren asistencia de emergencia; tiempo de supervivencia limitado para las personas entre los escombros; Condiciones de trabajo difíciles para los rescatistas. El origen de un terremoto se caracteriza generalmente por: destrucción y derrumbe de edificios y estructuras, bajo cuyos escombros mueren personas; la ocurrencia de explosiones e incendios masivos resultantes de accidentes industriales, cortocircuitos en redes energéticas y despresurización de contenedores para almacenamiento de líquidos inflamables; la formación de posibles focos de contaminación por sustancias químicas tóxicas; destrucción y bloqueo de zonas pobladas como consecuencia de la formación de numerosas grietas, derrumbes y deslizamientos de tierra; inundaciones de asentamientos y regiones enteras como resultado de la formación de cascadas, represas en lagos y desvíos de cauces de ríos.