فیزیک بدون فرمول

فيزيك يك جريان است ، يك راه ، براي فهميدن حقايق جهان...

امواج زمین لرزه

زمین لرزه یکی از وحشتناک ترین پدیده های طبیعت
محسوب می شود. اغلب ‏زمینی را که روی آن ‏ایستاده ایم، به صورت تخته سنگ های صلب و
محکمی تصور ‏می کنیم که از استحکام زیادی برخوردار ‏است. هنگامی که زمین لرزه ای
روی ‏می دهد، برای لحظه ای این تصور بر هم می ریزد. اما طی همان لحظه ‏کوتاه
‏خسارت های شدیدی وارد می شود. با توجه به پیشرفت هایی که در حوزه علوم ‏مختلف
صورت گرفته ‏است، دانشمندان توانسته اند نیروهایی را که باعث زمین ‏لرزه می شود،
شناسایی کنند.‏




علاوه بر آن با استفاده از فناوری های نوین می توان شدت
یک زلزله و مکان آن را ‏حدس زد. مهم ترین ‏کار آن است که راهی برای پیش گویی زمین
لرزه بیابیم تا ‏مردم هنگام وقوع آن غافلگیر نشوند. درست مثل ‏هنگامی که در سطح آب
‏اغتشاش روی می دهد، انرژی آن به صورت فیزیک امواج منتقل می شود، وقتی که ‏شکست
‏یا جابه جایی در پوسته زمین روی می دهد، انرژی آن به صورت فیزیک امواج ‏زمین لرزه
منتقل می ‏شود. ‏





نحوه پیدایش فیزیک امواج زمین لرزه:در هر زمین لرزه ای
چند نوع موج مختلف مشاهده می شود. فیزیک امواج اصلی از ‏لایه های داخلی زمین عبور
می ‏کنند، در حالی که فیزیک امواج سطحی از سطح ‏می گذرند. اغلب ویرانی های زلزله
توسط فیزیک امواج سطحی که فیزیک امواج ‏
L
هم نامیده ‏می شوند، به وجود می آید، زیرا این فیزیک امواج ارتعاشات شدیدی را به
وجود ‏می آورند. هنگامی که ‏امواج اصلی به سطح زمین رسیدند، فیزیک امواج سطحی را
به ‏وجود می آورند. ‏


تقسیم بندی فیزیک امواج زمین لرزه:‏امواج اصلی به دو
گروه مهم تقسیم بندی می شوند:‏






امواج اولیه:





امواج اولیه که فیزیک امواج ‏P
نیز نامیده می شوند، با سرعت 5.1 تا 8 کیلومتر در ‏ساعت حرکت می کنند
.





سرعت حرکت این فیزیک امواج به جنس زمینی که این فیزیک
امواج از آنها عبور می کنند ‏بستگی دارد
.





سرعت این فیزیک امواج از موج های دیگر بیشتر است و بنابراین
سریع تر به سطح ‏زمین می رسند
.





این فیزیک امواج قابلیت عبور از جامدات ، مایعات و گازها
را دارند و به همین دلیل ‏به ‏طور کامل از زمین عبور می کنند. وقتی که این فیزیک
امواج از صخره ها عبور می کنند، ‏در مسیر حرکت خود ‏به آنها به سمت جلو و عقب فشار
وارد می کنند
.

امواج ثانویه :امواج ‏S
نامیده می شوند و مدت کوتاهی بعد از امواج ‏
P
‏می رسند. ‏این فیزیک امواج هنگام حرکت خود، صخره ها را به سمت بالا فشار می دهند،
یعنی ‏ارتعاش صخره ها ‏عمود بر مسیر حرکت این فیزیک امواج است. فیزیک امواج ‏
S‏ برخلاف فیزیک امواج ‏P
‏نمی توانند در داخل زمین به خط مستقیم ‏حرکت کنند.‏






این فیزیک امواج فقط از مواد جامد می گذرند و به همین
دلیل هنگامی که در مرکز ‏زمین به مایع برسند، متوقف ‏می شوند. با این همه هر دو
نوع موج از سطح زمین ‏می گذرند و بنابراین می توان آنها را در آن سوی نقطه ‏ای که
زمین لرزه روی داده ‏است، شناسایی کرد.‏


شناسایی فیزیک امواج زمین لرزه:

سه نوع مختلف موج زلزله وجود دارد که هر کدام با سرعت
مشخصی حرکت ‏می کند. به رغم آنکه سرعت ‏دقیق فیزیک امواج ‏
P
و ‏
S‏ بسته به جنس و نوع ماده ای که ‏این فیزیک
امواج از آن عبور می کنند، متغیر است، نسبت سرعت ‏حرکت آن دو در تمام ‏زمین لرزه
ها تقریباً ثابت باقی می ماند. معمولاً سرعت فیزیک امواج ‏
P
، حدود 6.1 ‏‏برابر سرعت فیزیک امواج ‏
S
است.‏




‏دانشمندان می توانند با استفاده از این نسبت
، فاصله ‏بین هرنقطه از سطح زمین را با کانون زمین لرزه ‏محاسبه کنند. کانون زلزله
مکانی ‏است که فیزیک امواج زمین لرزه از آنها شروع شده اند. برای تشخیص کانون
‏زلزله از ‏ابزاری استفاده می شود که زلزله نگار نامیده می شود. ‏


زلزله نگار دستگاهی است که فیزیک امواج مختلف را ثبت می
کند. برای یافتن فاصله بین ‏زلزله نگار و کانون ‏زلزله ، دانستن زمان رسیدن این
فیزیک امواج نیز ضروری است. با در ‏اختیار داشتن این اطلاعات، اختلاف زمانی ‏بین
رسیدن این فیزیک امواج محاسبه شده و ‏سپس نمودار ویژه ای رسم می شود که در آن
فاصله ای را که موج می ‏تواند طی ‏مدت اختلاف زمانی محاسبه شده طی کند، به دست می
آید. اگر اطلاعاتی از این ‏دست را از سه یا ‏چند نقطه مختلف به دست آوریم، می توان
مکان کانون زلزله را ‏به دست آورد.‏




برای این کار کافی است که کره ای فرضی حول هر یک از
زلزله نگار ها رسم کرد ‏که در آن مکان اندازه ‏گیری به عنوان مرکز کره و فاصله
محاسبه شده تا کانون ‏زلزله به عنوان شعاع کره در نظر گرفته می شود. ‏پس سطح کره
مورد نظر نشان ‏دهنده تمام نقاطی است که از زلزله نگار به اندازه مورد نظر فاصله
دارد. ‏بنابراین ‏کانون زلزله مورد نظر باید در جایی در سطح این کره قرار داشته
باشد. اگر دو کره ‏را بر اساس ‏اطلاعات به دست آمده از دو زلزله نگار مختلف رسم
کنید، از تقاطع دو ‏کره یک دایره به دست می آید.‏




از آنجایی که کانون زلزله باید در سطح هر دو کره قرار
گرفته باشد، محیط دایره ای ‏که از تقاطع دو کره ‏به دست می آید، نشان دهنده تمام
کانون های ممکن برای ‏زلزله مورد نظر است. از تقاطع کره سوم با این ‏دایره فقط دو
نقطه حاصل می شود ‏که نشان دهنده کانون های محتمل برای زلزله است. از این دو نقطه
یکی ‏در ‏سطح زمین قرار دارد و دیگری در هوا. با توجه به آنکه کانون زلزله همیشه
در ‏سطح زمین قرار دارد، ‏نقطه موجود در هوا کنار گذاشته شده و نقطه موجود در ‏سطح
زمین نشان دهنده مکان واقعی کانون زلزله ‏است

  
نویسنده : مهدی علی خاصی ; ساعت ٦:۱۸ ‎ب.ظ روز ۱۳٩۱/٦/٢