SİSMİK DALGALAR
Transkript
SİSMİK DALGALAR
SİSMİK DALGALAR Doç.Dr. Eşref YALÇINKAYA (4. Ders) Sismik dalgalar Sismogramlar üzerinde gözlenebilen dalgalar sismik dalgalar olarak adlandırılır. Sismik dalgalar bir kaynaktan ortaya çıkarlar ve; hem yerküre içinde hem de yerküre yüzeyinde yayılırlar. E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA 2 1 Sismik dalga kaynakları Depremler Volkanik püskürmeler Patlatmalar Rüzgar Göktaşı, uçak vb. düşmesi İnsanlar E:YALÇINKAYA 3 Sismik dalga türleri Cisim Dalgaları – P dalgaları – S dalgaları Yüzey Dalgaları Cisim Dalgaları Yüzey Dalgaları – Rayleigh dalgaları – Love dalgaları E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA Yerküre 4 2 P - DALGALARI Yer içinde en hızlı yayılan dalgalardır. Bu nedenle alıcılarda ilk görülen dalgadır. Her tür materyal içinde, yani sıvı, gaz, katı içinde yayılabilirler. P dalga hızı yerküre içinde 1 ile 14 km/sn arasında değişir. Tam hızı içinden geçtiği kayanın özelliklerine bağlıdır. P dalgaları aynı zamanda ses dalgalarıdır. Bu nedenle zaman zaman depremler sırasında gürültü olarak insanlar tarafından işitilir. E:YALÇINKAYA 5 P - DALGALARI P dalgalarının ürettiği hareket ortam içinde sıkışma ve genleşmelerin değişimi şeklindedir. Tanecik hareketi yayılım doğrultusunda ileri-geri şeklindedir. E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA 6 3 S - DALGALAR İkinci en hızlı yayılan dalgalardır. Bu nedenle kayıtlarda P dalgalarından sonra görülürler. S dalgaları sadece katı içinde yayılırlar, sıvı ve gaz içinde yayılamazlar. Yerküre içinde S dalga hızı 0.1 ile 8 km/sn arasında değişir. Tam hızı geçtiği kayanın özelliklerine bağlıdır. Deprem kaynağına yakın noktalarda en büyük genlikli dalgalardır ve bu nedenle en çok hasara neden olan dalgalardır. E:YALÇINKAYA 7 S - DALGALAR Tanecik hareketi değişen transvers harekettir ve yayılım yönüne diktir. Burada gösterilen transverse hareket düşeydir, fakat her yönde olabilir. Düşey düzlemdeki hareket SV, yatay düzlemdeki SH olarak adlandırılır. E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA 8 4 i l em üz d S- Düşey düzle m SV S P SH Yatay düzlem E:YALÇINKAYA zle dü S- Düşey düzlem i m S 9 SV P SH Yatay düzlem Düşey düzle m SV SVV P SV H Yatay düzlem E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA 10 5 Love Dalgaları En hızlı yayılan yüzey dalgasıdır. Kayıtlarda S dalgalarından sonra Rayleigh dalgalarından önce görülürler. Yerkürenin serbest yüzeyinde oluşurlar. Derinlikle genlikleri azalır. Hareketin yatay düzlemde bileşeni vardır. Bu nedenle sadece yatay bileşen sismogramlarda görülürler. E:YALÇINKAYA 11 Love Dalgaları Tanecik hareketi dalga yayılım yönüne dik, enine (transvers) yatay düzlemdedir. E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA 12 6 Rayleigh Dalgaları Rayleigh dalgaları en yavaş dalgalardır. Bu nedenle sismogramlarda en sonda görülürler. Hareket eliptik olup, hem yatay hem de düşey yönde bileşeni vardır. Bu nedenle hem yatay hem de düşey bileşen simogramlarda görülürler E:YALÇINKAYA 13 Rayleigh Dalgaları Tanecik hareketi büyük ekseni düşey olan eliptik, retrograd bir harekettir. E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA 14 7 E:YALÇINKAYA 15 D DB KG Kaynak Alıcı Yeryüzü P Dalga yayılım yönü E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA SH SV 16 8 Yansıma ve Kırılma Bir ara yüzeye (süreksizlik) gelen sismik dalga yansıyan ve kırılan (iletilen) dalgalar üretir. E:YALÇINKAYA 17 Snell kanunu Gelen dalga i1 i1 Yansıyan dalga sin i1 v1 v1 sin i2 v2 1 c p Işın parametresi v2 i2 E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA Kırılan (iletilen) dalga 18 9 Snell’s Law Snell’s Law E:YALÇINKAYA P SV i1 1 , 2, 19 SV P SV i1 j1 1 1 , 1 2 2, 2 i2 j2 P SV SH , 1 , 2 2 SV j1 sin i1 j2 1 sin i2 2 sin j1 1 sin j2 2 SH E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA P SH j1 1 P j1 20 10 Kritik Açı sin ic = sin (90º) V1 V2 sin ic = V1 V2 E:YALÇINKAYA 21 Yansıma & Kırılma Kırılan SV Kırılan P Yansıyan P Gelen P veya SV Yansıyan SV P ve SV dalgaları, bir ara yüzeyde hem yansıyan hem de kırılan P ve SV dalgaları üretirler E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA 22 11 Yansıma & Kırılma Kırılan SH Yansıyan SH Gelen SH SH dalgaları, bir ara yüzeyde sadece yansıyan ve kırılan SH dalgaları üretirler, P dalgası üretmezler. E:YALÇINKAYA 23 SH dalgası yansıma iletme katsayıları : Yansıyan (B) Gelen (A) j1 j1 1 2 j2 İletilen (C) R12 T12 B A C A 1 1 2 1 cos j1 1 cos j1 cos j2 2 cos j2 2 1 2 1 1 cos j1 1 cos j1 2 2 cos j2 2 E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA 24 12 http://www.mines.utah.edu/~ggapps/snell/snell.html E:YALÇINKAYA 25 Yüzeye yakın tabakalanmış ortam içinde kırılma Yeryüzü P & S düşey yönlenmiş P&S P ve S dalgaları yeryüzüne yaklaştıkça tabaka hızlarındaki azalmaya bağlı olarak düşeye yakın kırılırlar. E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA 26 13 Değişken hızlı yerküre Sabit hızlı yerküre E:YALÇINKAYA 27 Yakın depremlerde gözlenen sismik dalgalar ~0-100 km (0o -1o) episantır uzaklığı Yeryüzü Pg, Sg Conrad P*, S* PmP, SmS Moho Pn, Sn P, S E.YALÇINKAYA E:YALÇINKAYA 28 14 Lg Sg Sn Sn Sg Pg Pn Pn Pg E.YALÇINKAYA E:YALÇINKAYA 29 E:YALÇINKAYA 30 15 Uzak depremlerde gözlenen sismik dalgalar E:YALÇINKAYA 31 pP P Manto PP PS SP SS Dış Çek. PcP ScS İç Çek. PPP SSS SPS …. PKP SKS E.YALÇINKAYA PKIKP SKJKS E:YALÇINKAYA 32 16 Alıcı ve uzaklığa bağlı görülebilecek sismik dalga fazları E.YALÇINKAYA E:YALÇINKAYA 33 E:YALÇINKAYA 34 17 E.YALÇINKAYA E:YALÇINKAYA 35 E:YALÇINKAYA 36 18 Bir çok deprem kaydından oluşturulmuş zaman-uzaklık (seyahat zamanı-episantr uzaklığı) grafiği E:YALÇINKAYA 37 Jeffreys-Bullen ve IASP91 için yerküre hız modelleri Alt manto Geçiş bölgesi Dış çekirdek İç çekirdek Üst manto E:YALÇINKAYA E.YALÇINKAYA 38 19 P dalgası “gölge bölgesi” 1030 1440 P dalgası Gölge Bölgesi E.YALÇINKAYA E:YALÇINKAYA 39 E:YALÇINKAYA 40 20