Seismilised lained: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
P r2.7.1) (robot lisas: az:Seysmik dalğalar
Mariadm (arutelu | kaastöö)
PResümee puudub
1. rida:
'''Seismilised lained''' on [[laine]]d, mis levivad [[Maa (planeet)|Maa]] sisemuses või piki selle pinda.
 
Seismilised lained võivad tekkida nii looduslikult (näiteks [[maavärin]]ad) kui ka tehislikult (näiteks [[plahvatus]]ed).
 
[[Image:Pswaves.jpg|right|thumb|right|250px|Keha- ja pinnalained]]
Seismilised lained jagunevad pikilaineteks ehk [[P-laine]]teks, ristilaineteks ehk [[S-laine]]teks ning [[seismilised pinnalained|pinnalaine]]teks.
 
Seismiliste lainete uurimisel põhineb [[seismoloogia]].
 
'''Seismiline laine''' on igas suunas eemale leviv deformatsioonienergia kandja, mis tekib [[energia]] kiirel vabanemisel. <ref>Earthquake Glossary [http://earthquake.usgs.gov/learn/glossary/?term=seismic%20wave: Seismic wave]</ref>
Seismilisi laineid mõõdetakse [[Seismomeeter|seismomeetriga]].
 
Seismilised lained levivad [[Maa]] [[sfäär]]ides ja piki maapinda. Lained võivad tekkida looduslikult ja tehislikult. Loodusliku tekkega lained pärinevad [[maavärin]]ate [[epitsenter|epitsentrist]] ja levivad sellest eemale suure [[kiirus]]ega. Tehislikud lained on põhjustatud [[plahvatus]]e tagajärel vabanevast seismilisest energiast. <ref name="teinepõhiline>[http://www.ldeo.columbia.edu/~mwest/papers/WTC_LDEO_KIM.pdf :Seismic Waves Generated by Aircraft Impacts and Building Collapses at World Trade Center, New York City]</ref>
 
[[Seismoloogia]] on [[geoloogia]] teadusharu, mis uurib maavärinaid ja [[Maa]] sees leivaid seismilisi laineid. Laineid registreerib [[seismograaf]], mis mõõdab maapinna võnkumisi ja lindistab neid. Tulemusena moodustub graafik ehk [[seismogramm]], mis väljendab [[amplituud|võnkumisamplituud]]i sõltuvust ajast. <ref name="õpik"> Robert J. Lillie (1999). [http://www.2shared.com/document/61RJUDBB/Whole_Earth_Geophysics_-_An_In.html: Whole Earth Geophysics: An Introductory Textbook for Geologists and Geophysicists], lk 54-55, 213, 210-211 </ref> Seismogrammi abil saab määrata maavärina [[magnituud]]i. Seismilised lained registreeritakse ülemaailmse seismojaamade võrgustiku kaudu. Seega [[Jaapan]]is või [[Indoneesia]]s 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 kilometri sügavuses. Selleks tekitatakse tehislikke laineid, mille plahvatusallika asukoht on täpselt teada. Laineid registreeritakse maapinnal [[geofoon]]i abil ja salvestatakse seismogrammi näol. Edaspidi uuritakse [[laine murdumine|murdunud laine]] ja [[laine peegeldumine|peegeldunud laine]]te saabumisaegu. <ref>John Milsom (2003). [http://books.google.ee/books?id=T7CKj8bqVlwC&pg=PA179&dq=%22P-wave%22+pressure+wave+geophysics&cd=3&hl=en#v=onepage&q&f=false: Field Geophysics]</ref>
Seismilisi laineid ja nende levikut ning füüsilisi omadusi uurivad [[geofüüsikud]] ja [[seismoloogid]].
[[Image:Ondes P et S 1d 30 petit.gif|thumb|P- ja S-lainete levik]]
 
=== Lainete tüübid ===
Seismilisi laineid on kahte tüüpi, nn [[kehalained|keha]]- ja [[seismilised pinnalained|pinnalained]]. Kehalained, mis ulatuvad Maa sisesfääridesse, jaotatakse kaheks [[P-lained|P (piki-)]], ja [[S-lained|S-(risti-)]] laineteks. Pinnalained, mis saavad levida mööda maapinda, on jaotatud [[Raylegh' laine|Raylegh' ]] ja [[Love'i laine|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]].
[[File:Speeds of seismic waves.PNG|thumb|300px|Maad läbivate seismiliste lainete kiiruse sõltuvus sügavusest. <ref>{{cite journal |journal=Nature |year=2002 |volume=412 |issue=2 August |title=The Earth's Mantle |author=GR Helffrich & BJ Wood |page=501; Figure 1 |url=http://www.phys.uu.nl/~sommer/master/Structure%20and%20Evolution/articles%20for%20presentation/9.pdf |publisher=Macmillan Magazines | doi=10.1038/35087500 }}:</ref> Välistuumas S-laine kiirus on 0 km/s. Uuesti saab S-laine tekkida sisetuumas.]] <ref name="solid">C. M. R. Fowler (2004). [http://books.google.ee/books?id=PifkAotvTroC&pg=PA100&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false: The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics] lk 100-103</ref>
 
=== Kehalained ===
==== P-lained ====
P-laine (ingl. k. primary) ehk pikilaine on seismiline laine, mis levib [[tahke]]s, [[vedel]]as kui ka [[gaas]]ilises keskkonnas. Maa sisemuses levivad P-lained on seismilised lained ja võivad tekkida maavärinate tagajärjel. [[õhk|Õhus]] levivad pikilained on [[helilaine]]d. P-laine puhul liiguvad kehaosakesed paralleelselt laine levikusuunaga. Kui laine läbib keha, siis selle osakesed surutakse kokku ja hõrendatakse vaheldumisi. <ref name="sõnastik">Earthquake Glossary [http://earthquake.usgs.gov/learn/glossary/?term=P%20wave: P-wave ]</ref>
P-laine levikukiirus varieerub oluliselt sõltuvalt keskkonna omadustest. Näteks levib pikilaine õhus helilainena kiirusega 0.3 km/s, vees kiirusega 1.5 km/s. Maakoores on levikukiirus alates 6 km/s ja see suureneb sügavusega. Maksimaalse kiiruse 14 km/s saavutavad pikalained Maa [[vahevöö]] ja [[välistuum]]a piiril ([[D’’ tase]]), sügavusel 3000 km.<ref name="õpik" />.
 
P-laine kiirus [[homogeenne süsteem|homogeenses]] [[anisotroopia|anosotroopses]] keskkonnas on leitav võrrandist:
 
:<math>v_p= \sqrt{ \frac {K+\frac{4}{3}\mu} {\rho}}= \sqrt{ \frac{\lambda+2\mu}{\rho}} </math>
 
kus K on [[mahumoodul]] (keha kokkusurutamatus), µ on [[nihkemoodul | nihkeelastsusmoodul]] ([[esimene Lamé parameeter]]), ρ on materjali [[tihedus]], ja λ on [[teine Lamé parameeter]].
Pikilained levivad kõigist lainetest kiiremini. Seega saabuvad need seismojaama esimesena ja salvestatakse seismogrammile.
 
==== S-lained ====
S-laine (ingl.k. secondary) ehk ristilaine on seismiline laine, mille levikul toimub kehaosakeste nihe risti laine levikusuunale. <ref> Earthquake Glossary [http://earthquake.usgs.gov/learn/glossary/?term=S%20wave: S-wave]</ref> Seda tüüpi lainet juhivad vaid tahked keskkonnad. Tahked ained on reeglina [[jäikus|jäigad]] (nihkemoodul µ = ∞ ). Vedelikel ja gaasidel puudub jäikus (nihkemoodul µ =0), mistõttu need ei juhi ristilaineid. Erinevalt pikilainetest ei levi ristilained Maa välistuumas, kuna see on vedelas olekus. Seismiline energia levib välistuumas P-lainete näol. <ref name="lecture">University of Illinois at Chicago (17 July 1997).[http://tigger.uic.edu/~rdemar/geol107/lect16.htm: Seismographs and the Earth'interior, lecture 16]</ref>Tekib niinimetatud varjutsoon S-lainete jaoks. Sise- ja välistuuma piiril pikilained murduvad ning ristilained saavad tekkida uuesti. Edaspidi levivad sisetuumas mõlemat tüüpi lainet. Sisetuumast väljudest muutuvad S-lained uuesti P-laineteks. <ref name="õpik" />S-lainete kiirust saab välja arvutada järgneva võrrandi abil:
 
 
: <math>v_s= \sqrt{ \frac {\mu} {\rho}}</math>
Võrrandist järeldub, et levikukiirus sõltub keskkonna jäikusest ja selle tihedusest.
Maakoores ristilained levivad kiirusega 3–4 km/s ja see kasvab koos sügavusega. Maksimaalse kiiruse 7 km/s laine saavutab sügavusel 3000 km, [[vahevöö]] ja [[välistuum]]a piirpinnal. Tahket sisetuuma läbib S-laine kiirusega 2.5-3.0 km/s. <ref name="õpik" />Ristilained levivad üldiselt aeglasemalt kui pikilained. Seega jõuab S-laine seismojaama teisena, pärast P-lainet.
 
 
=== Pinnalained ===
[[File:Rayleigh wave.jpg|thumb|right|300px|Rayleigh' laine]]
[[Image:Love wave.jpg|thumb|right|300px|Love'i laine]]
Pinnalaineid on kahte tüüpi: Rayleigh’ ja Love'i. Need eksisteerivad vaid elastse keskkonna vabapinnal, st maapinnnal ja mere põhjal. Pinnalainete amplituud on suurim keha pinnal ning väheneb [[Eksponentsiaalne kahanemine|eksponentsiaalselt]] sügavusega. Seda tüüpi lained levivad epitsentrist eemale kiirusega ~ 2 -4 km/s mööda pinda. Pinnalainete levikukiirus sõltub laine [[sagedus]]est. Mida suurem on produtseeritud laine sagedus, seda väiksem on [[lainepikkus]] ja seda aeglasemalt laine levib. <ref>W. M. Telford, L. P. Geldart, R. E. Sheriff (1990).[http://books.google.ee/books?id=oRP5fZYjhXMC&pg=PA149&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false: Applied Geophysics]</ref>
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.<ref name="solid" /> 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. <ref>Earthquake Glossary [http://earthquake.usgs.gov/learn/glossary/?term=Rayleigh%20wave: Raylegh' wave]</ref> Samal ajal alluvad aineosakesed ellipsoidaalsele liikumisele. Üldises mõttes sarnanevad Raylegh’ lained vee lainetusega.<ref name="pind">[http://eqseis.geosc.psu.edu/~cammon/HTML/Classes/IntroQuakes/Notes/waves_and_interior.html: Seismic Waves and Earth's Interior]</ref>
 
====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. <ref>Earthquake Glossary [http://earthquake.usgs.gov/learn/glossary/?term=Love%20wave:Love wave]</ref> Maapinnal on Love'i laine amplituud maksimaalne, kuid sügavuse suunas kahaneb eksponentsiaalselt. Love' lained levivad aeglasemalt kui P- ja S- , aga kiiremini, kui Ralegh’ lained. <ref name="pind" /> 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.
 
==Vaata ka==
*[[Maavärin]]
*[[Richteri skaala]]
*[[Maavärina magnituud]]
*[[Seismomeeter]]
 
[[Kategooria:Seismoloogia]]
 
== Viited ==
{{viited}}
==Välislngid==
*[http://www.ut.ee/BGGM/yldine_geoloogia/maavarinad.html: Maavärinad ja seismilised lained] ''TÜ geoloogiamuuseum''
*[http://eqseis.geosc.psu.edu/~cammon/HTML/Classes/IntroQuakes/Notes/waves_and_interior.html: Seismic Waves and Earth's Interior ]
*[http://www.britannica.com/EBchecked/topic/532925/seismic-wave: Britannica]''Seismic waves''
*[http://www.geo.mtu.edu/UPSeis/waves.html: What Is Seismology]
*[http://www.tjhsst.edu/~jlafever/wanimate/Wave_Properties2.html: Seismic wave]''Animations''
*[http://www.sciencecourseware.com/VirtualEarthquake/: Virtual Earthquake]
 
[[Kategooria:Seismoloogia]]
[[ar:موجات زلزالية]]
[[az:Seysmik dalğalar]]
[[id:Gelombang seismik]]
[[bn:ভূকম্পীয় তরঙ্গ]]
[[bg:Сеизмична вълна]]
20. rida ⟶ 83. rida:
[[da:Seismisk bølge]]
[[de:Seismische Welle]]
[[en:Seismic wave]]
[[es:Onda sísmica]]
[[eu:Uhin sismiko]]
29. rida ⟶ 91. rida:
[[hy:Սեյսմիկ ալիքներ]]
[[hr:Seizmički val]]
[[id:Gelombang seismik]]
[[it:Onde sismiche]]
[[he:גלים סייסמיים]]