Seismilised lained

Seismiline laine on igas suunas eemale leviv deformatsioonienergia kandja, mis tekib energia kiirel vabanemisel.
Seismilised lained levivad Maa sfäärides ja piki maapinda. Lained võivad tekkida looduslikult ja tehislikult. Loodusliku tekkega lained pärinevad maavärinate epitsentrist ja levivad sellest suure kiirusega eemale. Tehislikud lained on põhjustatud plahvatuse tagajärjel vabanevast seismilisest energiast.
Seismoloogia on geoloogia haru, mis uurib maavärinaid ja Maa sees levivaid seismilisi laineid. Laineid registreerib seismograaf, mis mõõdab maapinna võnkumisi ja salvestab neid. Tulemusena moodustub graafik ehk seismogramm, mis väljendab võnkumisamplituudi sõltuvust ajast. Seismogrammi abil saab määrata maavärina magnituudi. Seismilised lained registreeritakse ülemaailmse seismojaamade võrgustiku kaudu. Seega Jaapanis või Indoneesias esinevaid maavärinaid saab registreerida ka Eestis.
Seismoloogia abil tuvastati Maa sfäärid. Maa pealmise osa moodustab maakoor, mille all paikneb astenosfäär ja vahevöö. Vahevööle järgnevad välis- ja sisetuum.
Seismomeetria on teine geoloogia haru, mis uurib maakoore ülemisi sfääre kuni mõnekümne kilomeetri sügavuses. Selleks tekitatakse tehislikke laineid, mille plahvatusallika asukoht on täpselt teada. Laineid registreeritakse maapinnal geofooni abil ja salvestatakse seismogrammi näol. Edaspidi uuritakse murdunud laine ja peegeldunud lainete saabumisaegu.
Seismilisi laineid ja nende levikut ning füüsilisi omadusi uurivad geofüüsikud ja seismoloogid.

Lainete tüübid

Seismilisi laineid on kahte tüüpi, nn keha- ja pinnalained. Kehalained, mis ulatuvad Maa sisesfääridesse, jaotatakse kaheks P (piki-), ja S-(risti-) laineteks. Pinnalained, mis saavad levida mööda maapinda, on jaotatud Raylegh' ja Love'i laine laineteks. Lainete levikukiirust Maa sisemuses ja piki selle pinda määravad kivimite keemilis-füüsikalised omadused: koostis, tihedus ning elastsusmoodulid (elastsus-, nihke-, mahumoodulid ja Poissoni tegur). Samuti mõjutavad lainete kiirust temperatuur ja rõhk.

Pinnalained

Pinnalaineid on kahte tüüpi: Rayleigh’ ja Love'i. Need eksisteerivad vaid elastse keskkonna vabapinnal, st maapinnal ja mere põhjal. Pinnalainete amplituud on suurim keha pinnal ning väheneb eksponentsiaalselt sügavusega. Seda tüüpi lained levivad epitsentrist eemale kiirusega ~2–4 km/s mööda pinda. Pinnalainete levikukiirus sõltub laine sagedusest. Mida suurem on produtseeritud laine sagedus, seda väiksem on lainepikkus ja seda aeglasemalt laine levib.
Pinnalained on silmaga nähtavad (maapinna liikumine) ja neid tunnevad inimesed maavärina ajal. Aineosakeste liikumine on suurim just pinnalainete puhul, sellepärast põhjustavad need suurimat kahju.
Seismojaama jõuavad pinnalained viimasena, pärast P- ja S-laineid. Neil lainetel pole seismoloogias erilist tähtsust.

Rayleigh' lained

Raylegh’ laine on seismiline pinnalaine, mis levib ainult mööda vabapinda. See on kõige aeglasemalt leviv seismiline laine. Raylegh’ laine tekib P- ja S- lainete vastastikmõjul maapinnaga. Seda tüüpi lained liiguvad kiirusega ~3 km/s. Need lained võivad teha mitu ringi Maa ümber, enne kui hajuvad. Kehas, mida läbib Raylegh’ laine, liiguvad osakesed lainelevikusuunaga paralleelselt. Samal ajal alluvad aineosakesed ellipsoidaalsele liikumisele. Üldises mõttes sarnanevad Raylegh’ lained vee lainetusega.

Love'i laine

Love'i laine on seismiline pinnalaine, mis levib ainult mööda maapinda. Selle laine puhul liiguvad aineosakesed paralleelselt maapinnaga ja risti laine levikusuunaga. Maapinnal on Love'i laine amplituud maksimaalne, kuid sügavuse suunas kahaneb eksponentsiaalselt. Love' lained levivad aeglasemalt kui P- ja S- , aga kiiremini, kui Raylegh’ lained. Love'i laine kiirus on ~3 km/s, kuid sõltub produtseeritud laine sagedusest.
Nagu Raylegh’, teeb Love'i laine mitu ringi Maa ümber enne täielikku hajumist. Maavärina puhul tekitavad Love'i lained suuri kahjustusi eriti epitsentri läheduses. Just seda tüüpi laineid tunnevad inimesed maavärina ajal.