地震波的特性
距离焦点,岩石的力学性能,如不可压缩性、刚度密度扮演一个角色在波浪的速度旅行和波的形状和持续时间的火车。岩石的分层和表面的物理性质土壤也会影响波的特征。在大多数情况下,弹性行为发生在地震,但表面土壤的强震事件地震波有时导致非弹性行为,包括下滑(即向下和向外运动的松散材料)和砂土的液化。
地震波时遇到一个边界之间的岩石弹性性质不同,它经历了反射和折射。有一个特殊的并发症也因为波类型之间的转换通常发生在这样一个边界:一个事件P或年代波能产生反射P和年代波和折射P和年代波。结构层之间的界限也产生衍射和散射波。这些额外的波部分负责并发症观察到在地震地面运动。现代研究涉及计算合成记录真实的地面运动与观察地动相比,在复杂的结构中使用波浪理论。
地震波的频率范围很大,从高达可听范围(大于20赫兹)至整个的自由振荡的频率地球,最严重的时期是54分钟(见下文地球的长周期振荡)。衰减波的岩石对高频极限,在小到中等地震面波的主要频率扩展从1到0.1赫兹。
的振幅大多数地震的地震波也是伟大的。地面的位移范围从10−10到10−1米(4−124英寸)。在主要的地面地震振幅最大P波可能几厘米两到五秒的时间。非常接近大地震的地震资料,调查人员测量大型波振幅与重力加速度的地面超过(9.8米或32.2英尺每秒的平方)在高频率和地面1米的位移在低频率。
测量地震波
地震仪和加速度计
地震仪用于测量在地震地面运动和微震(小振荡下面描述)。大多数这些工具的摆类型。早期机械地震仪的摆大质量产生震动图(几吨)和抽纸上抓一条线在一个旋转的鼓。在以后的仪器,震动图记录通过光线的镜子吗检流计通过它通过了电流生成的电磁感应当钟摆地震仪感动。在电子技术发展已经上升到更高的精确度,摆式地震仪传感器地面运动。在这些仪器产生的电电压摆的运动或相当于通过电路放大和数字化的地面运动更准确的读数。
一般来说,地震仪分为三种类型:短周期,长期(或中间)时期,ultralong-period,或宽带,乐器。短周期仪器被用来记录P和年代体波高的地面运动的放大。为此,地震仪响应的形状在一段时间内达到顶峰的一秒或更少。类型的中间期仪器使用的全球标准化的地震仪的网络(部分中描述地震观测)有一个响应最大值约20秒。最近,为了为研究工作提供尽可能多的灵活性,这种趋势已经很宽频地震仪的操作信号的数字表示。这通常是通过很长周期的钟摆和电子放大器之间传递信号的频带0.005和50赫兹。
当地震波接近其来源记录,特殊的设计标准是必要的。仪器灵敏度必须确保最大的地面运动记录不超过设备的规模上限。对于大多数地震和工程目的必须记录的波的频率高于1赫兹,所以可以小钟摆或其等价。因此加速度计测量的地面速度变化有优势强震动记录。集成然后进行估计地面速度和位移。注册的地面加速度范围的两倍重力。记录这样的加速度可以实现较短的机械扭力悬浮液或力平衡质量弹簧系统。
因为许多强震动仪器需要被放置在无人看管的网站在普通建筑前几个月或几年的时期发生强烈地震时,他们通常记录只有一个触发机制与地面运动的驱动。固态记忆现在使用,特别是数字录音工具,使其可以保存前的前几秒触发启动永久记录和存储数字化信号磁盒式磁带或内存芯片。在过去的设计绝对时间强震动记录但没有提供准确的相对时间标志;目前的趋势然而,是提供世界时本初子午线(当地时间)通过特殊的无线电接收器,小水晶钟表,或GPS(全球定位系统)接收来自卫星时钟。
强地面运动的预测和反应工程结构在地震的关键取决于测量地震波附近的空间变异性地震烈度的来源。为了获得这样的测量,特别数组的强震动地震仪已经安装在高的领域地震活动世界各地。大孔径地震数组(线性尺寸的1到10公里,或0.6到6英里)的《强震动加速度计现在可以用于提高估计的速度、方向传播和类型的地震波组件。特别重要的充分理解地震波在地面测量模式的变化波动与深度。援助在这方面,特殊数字地震仪记录已经安装在深水井。
海洋底部测量
因为地球表面的70%被水覆盖,有必要对海底地震仪增加全球陆基系统的记录。现场试验建立了广泛的长期记录,仪器的可行性在海底。日本已经有了一个暂时的地震仪系统安装在这种类型的太平洋海底海岸中央本州岛1978年通过电缆。
由于机械海底仪器保持永久的困难,不同的系统已经被考虑。他们都涉及放置仪器底部的海洋,尽管他们使用不同的机制数据传输。信号可以传输到海洋表面的重传辅助器或通过电缆传输到岸上。另一个系统是为了发布自动记录装置,让它浮到表面后恢复。
海底地震仪的使用应该产量显著提高的全球覆盖的地震波和海洋地区的地震活动提供新的信息。海底地震仪将使调查人员能够确定海底地壳结构的细节,因为相对薄的海洋地壳,应该能够收集明确对上地幔地震信息。这种系统也将提供新的数据在板块边界,在原点传播的微震,ocean-continent利润的本质。
测量微震
小型地面运动被称为微震通常由地震仪记录。这些弱波运动不是由地震,他们使后者的准确记录。然而,他们感兴趣的科学,因为他们的形式与地球表面的结构。
当地一些微震原因的例子,那些因交通或机械或由于当地风的影响,风暴粗糙的作用,对一段陡峭的海岸冲浪。另一类微震展品特性非常相似的在地震观测记录跟踪广泛分离,包括约同时发生的最大振幅和类似波的频率。这些微震可能会持续几个小时,或多或少的常规时间约5 - 8秒。这样的微震的最大振幅的10−3厘米(0.0004英寸)和发生在沿海地区。振幅也在某种程度上取决于当地的地质结构。一些大型站时产生微震水波形成远离中国海岸。这种微弱的震动的时期的一半驻波。