Hverjar eru helstu tegundir jarðskjálftabylgna?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hverjar eru helstu tegundir jarðskjálftabylgna?
Jarðskjálftabylgjur skiptast í tvo aðalflokka. Annars vegar eru svokallaðar rúmbylgjur sem skiptast aftur í P-bylgjur og S-bylgjur. Báðar þessar tegundir ferðast um allt fast efni jarðar og P-bylgjur auk þess um vökva svo sem bergkviku og vatn. Hinn meginflokkurinn nefnist yfirborðsbylgjur. Þær halda sig að mestu við yfirborð jarðar og myndast út frá hinum en koma ekki frá sjálfum upptökum skjálftans. Tegundir yfirborðsbylgna nefnast Love-bylgjur og Rayleigh-bylgjur. Hraði bylgna af mismunandi tegundum í sama efni er mjög misjafn en þær geta breyst hver í aðra við skil milli jarðlaga.

Rúmbylgjur og yfirborðsbylgjur

P-bylgjur eiga rót sína að rekja til þrýstingsbreytinga í jörðinni og eru að ýmsu leyti hliðstæðar hljóðbylgjum í lofti, vökva eða föstu efni (storku), sjá mynd 1A. Þegar lengra dregur frá upptökum skjálfta finnast þær ekki sem eiginlegur skjálfti heldur heyrum við þá aðeins hljóðið sem þær vekja í loftinu við fætur okkar. Þær berast út frá upptökum jarðskjálfta í allar áttir, ekki aðeins við yfirborð heldur einnig neðanjarðar, og geta bæði farið um fast efni (storku) og fljótandi. Þannig geta P-bylgjur frá öflugum jarðskjálftum hæglega farið um alla jarðarkúluna, líka um fljótandi lög í iðrum hennar. Með þeim hætti berast þær til dæmis milli staða sem eru öndverðir hvor öðrum á yfirborði jarðar.

Um hinar ýmsu tegundir bylgna segir ennfremur í grein Páls Einarssonar frá 1991:

P-bylgjurnar fara hraðar en S-bylgjurnar og draga þær af því nafn sitt (P = prímer, það er fyrsta bylgja, og S = sekúnder, það er önnur bylgja). Hlutfallið milli hraðanna er á bilinu 1,7-1,8 fyrir flest föst efni. [ ]

S-bylgjur mætti kalla sveigjubylgjur. Efnið svignar, horn breytast en þrýstingur breytist ekki þar sem bylgjurnar berast um. Hver efnisögn hreyfist hornrétt á útbreiðslustefnu bylgjunnar, það er hreyfingarvektorinn liggur í fleti [sléttu], hornréttum á útbreiðslustefnuna. S-bylgjan er þannig þverbylgja líkt og rafsegulbylgjur (til dæmis ljósbylgjur) eru. [Sjá mynd 1B]

Þegar rúmbylgjurnar skella á yfirborði endurkastast þær og geta breyst úr einni gerð í aðra. Við sérstakar aðstæður verða til bylgjur sem ferðast eftir yfirborðinu og hafa sérstaka eiginleika. Þær kallast yfirborðsbylgjur til aðgreiningar frá rúmbylgjunum. Útslag þeirra er mest við yfirborðið eða nálægt því og deyr út með dýpi. [ ] Tveir meginflokkar yfirborðsbylgna eru kenndir við eðlisfræðingana sem fyrstir bentu á tilvist þeirra, Rayleigh og Love.

Eins og sést á mynd 2A fylgja hreyfingar efnisagna í Rayleigh-bylgjum sporbaugsferlum í lóðréttum fleti og oft er hreyfingin með baksnúningi. Efnisagnir í Love-bylgjum hreyfast hins vegar í láréttum fleti og þvert á útbreiðslustefnu (mynd 2B). Yfirborðsbylgjur ferðast töluvert hægar en rúmbylgjur en oft er stór hluti tjóns sem verður í jarðskjálfum vegna þeirra, einkum þó ef upptök skjálftans liggja tiltölulega grunnt.

Í svari sömu höfunda við spurningunni Hversu hratt fara jarðskjálftabylgjur frá upptökum til mælistaðar? má sjá skjálftalínurit þar sem allar fjórar tegundirnar af bylgjum koma fram, og má ráða hraðamun þeirra af tímamuninum.

Sjá ennfremur svar Tryggva Þorgeirssonar og Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Getið þið útskýrt fyrir mér Richterskvarðann?

Heimildir og myndir:

• Bolt, Bruce A., 1999, Earthquakes. 4th edn. New York: Freeman.
• Páll Einarsson, 1985. "Jarðskjálftaspár." Náttúrufræðingurinn, 55 (1), bls. 9-28.
• Páll Einarsson, 1991. "Jarðskjálftabylgjur." Náttúrufræðingurinn, 61 (1), bls. 57-69.

...