第120章地震波投射震荡器

1◎地震波投射振荡器

根据蝴蝶效应,在地球一端造成很小的动作,就可能在另一端造成巨大的灾害,地震波投射振荡器可以做到在此端检测出蝴蝶线波,通过微小的操作震荡,以此达到对另一端的震荡自然伤害,包括地震和不仅包括风旋伤害,钱能量巨大,属于超自然武器的范畴。

设地震波:地震波是地震,火山爆发,岩浆运动,大型山崩和大型人造爆炸发出的能全部或部分穿透地球的低频弹性波。并且自然界中其他自然和人为源产生的低振幅波,通常称为环境地震波。地震波场通常是由地震仪,检漏器(有时在水中),或地表运动加速计来测量。

地震波的实际传播速度取决于岩石介质的密度和内在的弹性性质。对线弹性物质而言,当波与运行方向无关时,波速仅取决于两个弹性性质,称为弹性模量:岩石的体积模量k和剪切模量μ。

不同类型的地震波的速度不一样。地震波到达不同的地震台而被记录,根据其到时,不同的到达时间有助于科学家定位震源。在地球物理学中,地震波的折射或反射被用于研究地球内部的结构,并且经常产生人为的振动来研究浅层地下结构。

控制地震波时,需要进行对地震波的严密探测,防止投射失误。

地震波型:对地震波分类过程中,首先以地震波在地球的传播区域划分为体波和面波。并且还存在其他的波传播模式,虽然它们在地震波中成分较少,但对地震学来说很重要。体波是在介质内部传播并穿过地球内部的波。面波是在介质表面传播并通常在地球的分层界面传播的波。面波比体波随距离衰减得更慢。面波的粒子运动比体波大,所以面波容易造成更多的损伤。

地震体波:体波是由震源振动直接产生在地球内部传播的地震波。体波的传播受到介质的密度和模量(刚度)影响。介质的密度和模量依赖温度、成分和相态而变化,这与光波的折射类似。体波又可以依据介质粒子运动类型的不同进一步分为P波(Primary waves或pressiona wave)和S波(Sendary waves或Shear wave)两种类型。

P波

P波是粒子的运动方向与波传播方向一致的地震波,也叫压缩波。它们在地球中的传播速度比其他波快,首先到达地震仪站,因此得名初至波(Primary wave)。它们可以通过任何类型的介质,包括流体中传播,在固体介质中传播速度是S波大概1.7倍(具体推导过程参见任何一本地震波动力学)。在空气中,它们以声波的形式出现,因此它们以声速传播。典型速度是:空气中340m/s,水中1450 m/s和花岗岩中约5000 m/s。

S波

S波是粒子的运动方向与波传播方向垂直的地震波,也叫横波(Shear wave)。地震发生后,横波在纵波之后到达地震台,因此叫次达波(Sendary waves)。根据波的偏振方向,S波可以进一步细分为水平偏振的SH波,和垂直偏振的SV波。S波只能通过固体传播,因为流体(液体和气体)不支持剪应力。剪切波不能穿过任何液体介质,因此,在地球的外核没有S波,意味着是液态。在任意介质中,S波都比P波慢。

面波

地震面波沿着地表或地球内部界面传播的弹性波,因为它们离表面越远,播速就越小。它们的传播速度比地震体波(P和S波)慢。在大地震中,面波的振幅可以达到几厘米。面波主要分为瑞雷波(Rayleigh waves)和勒夫波(Love waves )(分别是为了纪年这两种波的发现者),以及其它小成分的面波。

瑞雷波

瑞利波(Rayleigh waves),也称为地滚波,是以波纹形式传播的面波,其运动类似于水面上的波(然而,请注意,在浅层的相关粒子运动是逆向的,瑞利波和其他地震波的恢复力是弹性力,而不是水波的重力)。这些波的存在是由约翰·威廉·斯特拉特瑞利勋爵在1885年预测的。它们比体波慢,大约是典型均匀弹性介质中S波速度的90%。在分层介质中(如地壳和上地幔),瑞利波的速度取决于它们的频率和波长。

勒夫波

爱情波是水平极化的剪切波(SH波),只存在于被有限厚度的上层覆盖的半无限介质中。它们是以英国数学家 Love 的名字命名的,他在1911年建立了波的数学模型。它们通常比瑞利波传播速度略快,大约是S波速度的90%,并且具有最大的振幅。

斯通利波

斯通利波波(Stoneley waves )是一种边界波(或界面波),它们沿着固-液边界传播,或者在特定条件下,也沿着固-固边界传播。斯通利波的振幅在两个接触介质之间的边界处具有最大值,并且随着每个接触介质的深度呈指数衰减。这些波可以沿着填充了流体的钻孔的边壁产生,是 VS波和Ps震相相干噪声的重要来源,并且构成了声波测井中的低频分量的源。斯通利波方程最早是由剑桥地震学荣誉教授罗伯特·斯通利博士(1894-1976)提出的。

地球的自由振荡

地球的自由振荡是驻波,是两个反向传播的面波相互干扰的结果。瑞利波的干涉导致地球的球面震荡S,而勒夫波的干涉导致了环形震荡T 。振荡模式由三个数字指定,比如nSlm ,其中 l是角阶数(或球谐度,请参见球谐函数)。数字m是方位角的顺序号。它可以从- l 到+ l (共有2l+1个值)。编号n是径向顺序号。它表示半径上有 n 个过零点的波。对于球对称地球,给n和l的周期不取决于m 。

球形振荡的例子是涉及整个地球的膨胀和收缩的“呼吸”模式0S0,周期约为20分钟;以及包括沿着两个交替方向的膨胀的“橄榄球”模式0S2,大约54分钟的周期。模式0S1因为它需要改变重心,表明它这需要外力作用。

核心漫波:当地震发生时,震中附近的地震仪能够记录P波和S波,但距离较远的地震仪不再检测到第一轮S波的高频。由于S波不能穿过液体,这种现象现在公认的地球有一个液体的外核的证据,正如理查德·迪克森·奥尔德姆的证明。通过研究月震,这种观测现象也被用来证明月球有一个坚固的核心,不过有些大地测量研究表明核心可能熔化。

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