Fala sejsmiczna, wibracje generowane przez trzęsienie ziemi, eksplozję lub podobne źródło energii i propagowane w Ziemi lub wzdłuż jej powierzchni. Trzęsienia ziemi generują cztery główne typy fal sprężystych; dwie, zwane falami ciała, podróżują w obrębie Ziemi, podczas gdy pozostałe dwie, zwane falami powierzchniowymi, podróżują wzdłuż jej powierzchni. Sejsmografy rejestrują amplitudę i częstotliwość fal sejsmicznych i dostarczają informacji o Ziemi i jej strukturze podpowierzchniowej. Sztucznie generowane fale sejsmiczne rejestrowane podczas badań sejsmicznych są wykorzystywane do gromadzenia danych w poszukiwaniach i inżynierii ropy i gazu.
trzęsienie ziemi: fale sejsmiczne
Fale sejsmiczne generowane przez źródło trzęsienia ziemi są zwykle dzielone na trzy główne typy. Pierwsze dwa, P
Spośród fal ciała fala pierwotna, czyli P, ma większą prędkość propagacji i w ten sposób dociera do sejsmicznej stacji zapisu szybciej niż fala wtórna lub S. Fale P, zwane także falami kompresyjnymi lub podłużnymi, nadają ośrodkowi przenoszącemu - płynnemu, stałemu lub gazowemu - ruch tam iz powrotem w kierunku ścieżki propagacji, rozciągając lub ściskając ośrodek w miarę, jak fala przechodzi jeden punkt w sposób podobny do fali dźwiękowej w powietrzu. Na Ziemi fale P przemieszczają się z prędkością od około 6 km (3,7 mil) na sekundę w skale powierzchniowej do około 10,4 km (6,5 mil) na sekundę w pobliżu rdzenia Ziemi około 2900 km (1800 mil) pod powierzchnią. Gdy fale docierają do rdzenia, prędkość spada do około 8 km (5 mil) na sekundę. Zwiększa się do około 11 km (6,8 mil) na sekundę w pobliżu centrum Ziemi. Wzrost prędkości wraz z głębokością wynika ze zwiększonego ciśnienia hydrostatycznego, a także ze zmian w składzie skały; ogólnie wzrost powoduje, że fale P przemieszczają się po zakrzywionych ścieżkach, które są wklęsłe w górę.
Fale S, zwane także falami ścinającymi lub poprzecznymi, powodują, że punkty ośrodków stałych poruszają się tam iz powrotem prostopadle do kierunku propagacji; w miarę upływu fali medium jest najpierw ścinane w jednym kierunku, a następnie w innym. Na Ziemi prędkość fal S wzrasta z około 3,4 km (2,1 mil) na sekundę na powierzchni do 7,2 km (4,5 mil) na sekundę w pobliżu granicy rdzenia, który będąc płynnym, nie może ich przenosić; w rzeczywistości ich zaobserwowana nieobecność jest przekonującym argumentem za płynną naturą zewnętrznego rdzenia. Podobnie jak fale P, fale S poruszają się po zakrzywionych ścieżkach, które są wklęsłe w górę.
Z dwóch powierzchniowych fal sejsmicznych fale miłości - nazwane na cześć brytyjskiego sejsmologa AEH Love, który jako pierwszy przewidział ich istnienie - podróżują szybciej. Są one propagowane, gdy stały ośrodek blisko powierzchni ma różne pionowe właściwości sprężyste. Przemieszczenie ośrodka przez falę jest całkowicie prostopadłe do kierunku propagacji i nie ma składników pionowych ani podłużnych. Energia fal Miłości, podobnie jak innych fal powierzchniowych, rozprzestrzenia się ze źródła raczej w dwóch kierunkach niż w trzech, a zatem fale te wytwarzają mocny zapis na stacjach sejsmicznych, nawet gdy pochodzą z odległych trzęsień ziemi.
Inne główne fale powierzchniowe nazywane są falami Rayleigha od brytyjskiego fizyka Lorda Rayleigha, który jako pierwszy matematycznie wykazał ich istnienie. Fale Rayleigha przemieszczają się wzdłuż wolnej powierzchni elastycznej bryły, takiej jak Ziemia. Ich ruch jest kombinacją kompresji podłużnej i dylatacji, co powoduje eliptyczny ruch punktów na powierzchni. Ze wszystkich fal sejsmicznych, fale Rayleigha rozprzestrzeniają się najbardziej w czasie, wytwarzając długie fale na sejsmografach.
