Sismik dalga

Sismik dalga, Dünya veya başka bir gezegensel cisim içinden geçen akustik enerji dalga'sıdır. Deprem, volkanik patlama, magma hareketinden, büyük heyelan ve alçak frekanslı akustik enerji üreten büyük insan yapımı bir patlama'dan kaynaklanabilir.

Sismik dalgalar, dalgaları sismograflar, hidrofonlar (suda) veya ivmeölçerler kullanarak kaydeden sismologlar tarafından incelenir. Sismik dalgalar, çeşitli doğal ve antropojenik kaynaklardan kaynaklanan sürekli düşük genlikli titreşim olan sismik gürültüden ayırt edilir.

Sismik dalganın yayılma hızı, ortamın yoğunluk ve esnekliğine ve dalga tipine bağlıdır. Hız, Dünya'nın kabuğu ve mantosu boyunca derinlikle birlikte artma eğilimindedir ancak mantodan Dünya'nın dış çekirdeği'ne doğru keskin bir şekilde düşer.

Depremler, farklı hızlara sahip farklı dalga türleri oluşturur. Bir sismik gözlemevi tarafından kaydedildiğinde, dalgaların farklı seyahat süreleri, bilim adamlarının depremin hipomerkezini bulmasına yardımcı olur. Jeofizikte, sismik dalgaların kırılması veya yansıması Yeryüzünün iç yapısı araştırmalarında kullanılır. Bilim adamları bazen sığ, yer altı yapıları araştırmak için titreşimler üretir ve ölçerler.

Levha Tektoniği prensipleri ile yerkabuğunun katı kısmında meydana gelen gerilmeler, bu enerjilerini fay hareketleri ile (yanal atılımlı, düşey atılımlı, çapraz atılımlı vb.), ya da bilinen ismi depremlerle ortaya çıkarırlar. Deprem oluştuğunda yeryüzüne sırası ile iki çeşit hareket dalgası ulaşır: P-dalgası öncül dalgadır ve yer yüzeyine paralel doğrultudaki titreşimlerdir. P-dalgası yıkıcı özellik içermeyip yayılımı yere paralel olduğu için ilk önce yeryüzüne varan titreşimdir.

P ve S dalgaları içinden geçtikleri ortama göre 5 ile 15 km/saniye de ilerler. S-dalgaları ilerleme hızı P-dalgalarına göre yarı yarıyadır. Deprem dalgalarının hızı, içinden geçtikleri ortamın yoğunluğuna bağlıdır. P ve S dalgaları yerkabuğunun derinliklerinde, yertabakalarının türüne bağlı olarak (kömür katmanı, çamur, petrol, kayaç gibi), bir kayaç türünden diğerine geçerken kırılırlar. Yerbilimciler, dalgaların kırılma şekillerini inceleyerek yerkürenin derinliklerinin bir modelini yaratabilirler.

Birçok sismik dalga türü arasında, Dünya'nın içinden geçen “Cisim dalgaları” ile Dünya yüzeyinde hareket eden “yüzey dalgaları” arasında geniş bir ayrım yapılabilir.

Cisim dalgaları, yoğunluk ve modülüs (katılık) açısından malzeme özellikleri tarafından kontrol edilen yollar boyunca Dünya'nın içinde hareket eder. Yoğunluk ve modül ise sıcaklığa, kompozisyona ve malzeme fazına göre değişir. Bu etki, ışık dalgaları'nın kırılmasına benzer. İki tür parçacık hareketi, iki tür cisim dalgasıyla sonuçlanır: Birincil ve İkincil dalgalar.

Birincil dalgalar (P-dalgaları), doğası gereği boyuna olan sıkıştırma dalgalarıdır. P-dalgaları, önce sismograf istasyonlarına varmak için yeryüzünde diğer dalgalardan daha hızlı hareket eden basınç dalgalarıdır, bu nedenle "Birincil" adı verilir. Bu dalgalar, sıvılar da dahil olmak üzere her tür malzemeden geçebilir ve S dalgalarından yaklaşık 1,7 kat daha hızlı hareket edebilir. Havada ses dalgaları şeklini alırlar, dolayısıyla ses hızı ile hareket ederler. Tipik hızlar havada 330m/sn, suda 1450m/sn ve granitte yaklaşık 5000m/sn'dir.

İkincil dalgalar (S dalgaları), doğası gereği enine olan kesme dalgalarıdır. Bir deprem olayının ardından S dalgaları, daha hızlı hareket eden P dalgalarından sonra sismograf istasyonlarına gelir ve yayılma yönüne dik olarak zemini yer değiştirir. Yayılma yönüne bağlı olarak, dalga farklı yüzey özellikleri alabilir; örneğin, yatay olarak polarize S dalgaları durumunda, zemin dönüşümlü olarak bir tarafa ve sonra diğer tarafa hareket eder. Akışkanlar (sıvılar ve gazlar) kayma gerilmelerini desteklemediğinden, S dalgaları yalnızca katıların içinden geçebilir. S dalgaları, P dalgalarından daha yavaştır ve herhangi bir malzemede hızları tipik olarak P dalgalarının yaklaşık %60'ı kadardır. Kesme dalgaları herhangi bir sıvı ortamdan geçemez, bu nedenle, dünyanın dış çekirdeğinde S dalgalarının olmaması sıvı bir durumu düşündürür.