Seismische Wellen sind Energiewellen, die sich durch die Erdschichten bewegen und das Ergebnis von Erdbeben, Vulkanausbrüchen, Magmabewegungen, großen Erdrutschen und großen von Menschenhand verursachten Explosionen sind, die niederfrequente akustische Energie abgeben. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen hängt von der Dichte und Elastizität des Mediums sowie der Wellenart ab. Die Geschwindigkeit nimmt durch die Erdkruste und den Erdmantel mit der Tiefe zu, nimmt jedoch vom Erdmantel zum äußeren Kern hin steil ab.
Seismische Wellen werden grob in zwei Hauptkategorien eingeteilt: Körperwellen, die sich durch die Erde ausbreiten, und Oberflächenwellen, die sich auf der Erdoberfläche ausbreiten. Oberflächenwellen breiten sich über die Oberfläche aus. Oberflächenwellen zerfallen mit zunehmender Entfernung langsamer als Körperwellen, die sich in drei Dimensionen ausbreiten. Außerdem ist die Partikelbewegung von Oberflächenwellen größer als die von Körperwellen, sodass Oberflächenwellen dazu neigen, mehr Schaden zu verursachen.
Körperwellen können weiter in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden:
- Primäre seismische Wellen
- Sekundäre seismische Wellen.
Contents
Primäre seismische Wellen
Primärwellen (P-Wellen) sind Kompressionswellen, die ihrer Natur nach longitudinal sind. P-Wellen sind Druckwellen, die sich schneller als andere Wellen durch die Erde bewegen, um zuerst an Seismographenstationen anzukommen, daher der Name „Primär“. Diese Wellen können sich durch jede Art von Material, einschließlich Flüssigkeiten, ausbreiten und können sich fast 1,7-mal schneller ausbreiten als die S-Wellen. In der Luft nehmen sie die Form von Schallwellen an und bewegen sich daher mit Schallgeschwindigkeit. . Diese Wellen breiten sich mit 6 km/s in der Nähe der Oberfläche bis 10,4 km/s in der Nähe des Erdkerns aus, etwa 2900 km/s unter der Oberfläche.
Primäre seismische Wellen
- Die Wellen, die die Erdoberfläche zuerst erreichen, sobald Energie von der Erdoberfläche emittiert wird, werden als primäre seismische Wellen bezeichnet.
- Primärwellen, auch als P-Wellen oder Druckwellen bezeichnet, sind von Natur aus longitudinal oder kompressionswellend.
- Diese Wellen bestehen aus abwechselnden Kompressionen und Verdünnungen.
- In Festkörpern breiten sich diese Wellen im Allgemeinen fast doppelt so schnell aus wie S-Wellen. In der Luft haben diese Druckwellen die Form von Schallwellen und breiten sich daher mit Schallgeschwindigkeit aus. Diese Wellen breiten sich mit 6 km/s in der Nähe der Oberfläche bis 10,4 km/s in der Nähe des Erdkerns aus, etwa 2900 km/s unter der Oberfläche.
- Wenn die Wellen in den Kern eindringen, sinkt die Geschwindigkeit auf 8 km/s und steigt auf 11 km/s in der Nähe des Zentrums an.
- Diese resultieren aus einem erhöhten hydrostatischen Druck sowie aus Veränderungen der Gesteinszusammensetzung und -phase.
- Primärwellen können sich durch jedes Medium (festes, flüssiges und gasförmiges Medium) ausbreiten.
- Beim Durchlaufen eines flüssigen Mediums ändern Primärwellen ihre Richtung.
- Die Wellen bewegen sich in Richtung der Energieübertragung hin und her.
Sekundäre seismische Wellen
Sekundärwellen (S-Wellen) sind transversale Scherwellen. Nach einem Erdbeben kommen S-Wellen nach den schnelleren P-Wellen an Seismographenstationen an und verdrängen den Boden senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Je nach Ausbreitungsrichtung kann die Welle unterschiedliche Oberflächeneigenschaften annehmen; bei horizontal polarisierten S-Wellen bewegt sich der Boden beispielsweise abwechselnd auf eine Seite und dann auf die andere. S-Wellen können sich nur durch Festkörper ausbreiten, da Flüssigkeiten (Flüssigkeiten und Gase) keine Schubspannungen aufnehmen. S-Wellen sind langsamer als P-Wellen, und die Geschwindigkeiten liegen typischerweise bei etwa 60 % der P-Wellen in jedem gegebenen Material. Scherwellen können sich durch kein flüssiges Medium ausbreiten, daher deutet das Fehlen einer S-Welle im äußeren Erdkern auf einen flüssigen Zustand hin.
Sekundäre seismische Wellen
- Die Wellen, die nach den Primärwellen die Erdoberfläche erreichen, sobald Energie von der Erdoberfläche abgestrahlt wird, werden als Sekundärwellen bezeichnet.
- Sekundärwellen können sich nur durch feste Medien ausbreiten und in allen flüssigen Medien absorbiert werden.
- Sie haben eine geringere Geschwindigkeit als Primärwellen und streuen vom Erdbebenfokuspunkt in alle Richtungen.
- Sekundärwellen werden beim Eintritt in das flüssige Medium absorbiert.
- Diese Wellen bewirken, dass sich die Partikel, die es durchquert, auf und ab bewegen.
- Diese Wellen sind schädlicher und verursachen die maximale Zerstörung während eines Erdbebens.
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Unterschied zwischen primären und sekundären seismischen Wellen in Tabellenform
| VERGLEICHSGRUNDLAGE | PRIMÄRE SEISMISCHE WELLEN | SEKUNDÄRE SEISMISCHE WELLEN |
| Beschreibung | Die Wellen, die die Erdoberfläche zuerst erreichen, sobald Energie von der Erdoberfläche emittiert wird, werden als primäre seismische Wellen bezeichnet. | Die Wellen, die nach den Primärwellen die Erdoberfläche erreichen, sobald Energie von der Erdoberfläche abgestrahlt wird, werden als Sekundärwellen bezeichnet. |
| Vermehrung | Primärwellen können sich durch jedes Medium (festes, flüssiges und gasförmiges Medium) ausbreiten. | Sekundärwellen können sich nur durch feste Medien ausbreiten und in allen flüssigen Medien absorbiert werden. |
| Geschwindigkeit | Sie haben eine hohe Geschwindigkeit und bewegen sich vom Erdbebenherd in radialer Richtung. | Sie haben eine geringere Geschwindigkeit als Primärwellen und streuen vom Erdbebenfokuspunkt in alle Richtungen. |
| Bewegung von Partikeln | Diese Wellen werden oft als Vorwärts-Rückwärts-Wellen bezeichnet, da Teilchen, durch die diese Wellen hindurchgehen, dazu neigen, sich in Richtung der Wellen hin und her zu bewegen. | Diese Wellen bewirken, dass sich die Partikel, die es durchquert, auf und ab bewegen. |
| Schaden & Zerstörung | Anfängliche Wellen sind zu spüren, aber nicht in hohem Maße schädlich. | Diese Wellen sind schädlicher und verursachen die maximale Zerstörung während eines Erdbebens. |
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