مقدمه :

نقطه ای روی زمین که در باالی کانون زلزله قرار دارد و امواج حاصل از زلزله زودتر از بقیه نقاط به آنجا می رسند، مرکز

سطحی  زلزله نامیده می شود. این مرکز کمترین فاصله را از کانون دارد. بنابراین، با دریافت بیشترین انرژی زلزله، بیشترین

خسارت و تخریب را ایجاد می کند. امواج زمین لرزه از در داخل یا سطح زمین عبور می کنند و به دو دسته درونی و سطحی

تقسیم می شوند.

امواج درونی

این امواج در کانون زمین لرزه ایجاد می شوند و داخل زمین

منتشر می شوند. از این رو به امواج آزاد نیز معروف اند و شامل

امواج P و S می شوند.

امواج P( اولیه ، طولی )

امواج P ، بیشترین سرعت را دارند به همین دلیل اولین امواجی

هستند که گیرنده های زلزله آنها را ثبت می کنند. این امواج،از

محیط های جامد، مایع و گاز می گذرند ولی سرعت آنها در

محیط های مختلف، متفاوت است.

علت سرعت باالی این امواج آن است که راستای ارتعاش ذرات، در امتداد انتشار آن است )مانند امواج صوتی(. امواج P

باعث تغییر حجم اجسام می گردند.

شکل مقابل نحوۀ حرکت موج P را نشان می دهد. راستای ارتعاش

ذرات در امتداد انتشار آن است که سبب پاره شدن سیم های برق

و تکه تکه شدن آسفالت، بدون جابه جایی، می شود موجP شبیه

موجی است که در فنر ایجاد می شود.

امواج S ( ثانویه ، عرضی( : این امواج، بعد از امواج P ،توسط گیرنده های زلزله ثبت می شوند. سرعت امواج s در مقایسه

با امواج P کمتر است، زیرا امواج S حرکت سینوسی دارند ) نظیر نور یا امواج الکترومغناطیس(. به عبارت دیگر، امتداد

ارتعاش ذرات بر راستای انتشار موج عمود است. این امواج سبب تغییر شکل اجسام می شوند.

امواج S فقط از محیط های جامد عبور می کنند. دامنه امواج S بزرگ تر از دامنه امواج P است. عملکرد این امواج در هنگام

زلزله ، لرزش بناها و سازه هاست.

الف ( نحوه حرکت موج عرضی S ، ارتعاش عمود بر راستای انتشار

ب( موج S سبب باال و پایین رفتن سطح زمین می شود

پ( موج S شبیه موجی است که در یک طناب ایجاد می شود.

امواج سطحی با دامنه ی بلند:

این امواج بر اثر برخورد امواج درونی با فصل مشترک الیه ها و سطح زمین ایجاد می شوند و سپس در سطح زمین یا سطح

ناپیوستگی زیرزمینی یا سطح آب منتشر میگردند. بنابراین، در محیطهای همگن و بدون الیه ایجاد نمی شوند.امواج سطحی

شکل های گوناگونی دارند ولی متداول ترین آنها امواج الو و ریلی هستند.

امواج الو یا L : امواج الو، سومین امواجی هستند که توسط گیرنده های زلزله ثبت میشوند. حرکت این امواج،شبیه امواج S

است. به این معنی که، در هر دو موج، راستای ارتعاش ذرات، عمود بر انتشار موج است. ولی تفاوت آنها در این است که، در

امواج S راستای ارتعاش ذرات، عمود بر سطح زمین هست ولی، در امواج L راستای ارتعاش ذرات، به موازات سطح زمین

میباشد. دامنه ی امواج سطحی در سطح یا نزدیک به سطح زمین، حداکثر است و با افزایش عمق، کاهش مییابد.

بنابراین زلزله های کم عمق، دارای امواج سطحی بزرگی هستند. در حالی که زلزله های عمیق تر،)عمق بیشتر از14کیلومتر(

امواج سطحی ضعیفی دارند. به این ترتیب در نگاه اول میتوان زلزله های کم عمق را از عمیق تشخیص داد.

حرکت موج الو. ارتعاش ذرات عمود بر جهت انتشار موج و به موازات سطح زمین

موج L سبب حرکت زمین به سمت چپ و راست میشود. موج L - شبیه حرکت مار

به عنوان مثال،حرکت موج S ، شبیه حرکت خودرو بر روی جاده ی ناهموار است. در صورتی که حرکت موجL شبیه حرکت

خودروهای مسابقه، در پیچ و خم جاده )به سمت چپ و راست(، می باشد.

امواج ریلی R : آخرین امواجی که توسط گیرنده های زلزله ثبت می شوند، امواج ریلی نامیده می شوند. این امواج، نسبت

به سایر امواج زلزله، حرکتی متفاوت دارند. به این ترتیب که، حرکت آنها، شبیه امواج دریا است. در امواج دریا، جهت حرکت

ذرات، دورانی و در جهت انتشار موج است. در حالی که در امواجR ، حرکت دورانی در خالف جهت انتشار موج میباشد. در

هنگام زلزله، خروج ریشه ی درختان از خاک را می توان از عملکرد این امواج دانست.

حرکت امواج ریلی R ، ذرات در یک مدار دایره ای به ارتعاش در می آیند.

موج R سبب زیر و رو شدن زمین میشود موج R - شبیه موج دریا

دستگاه های لرزه نگار، امواج زمین لرزه را ثبت می کنند. با استفاده از امواج ثبت شده )لرزه نگاشت ها(، یک لرزه شناس

می تواند، به آسانی مرکز سطحی زلزله و بزرگی آن را مشخص کند.

امواج حاصل از یک زمین لرزه، شامل امواج درونی و سطحی است. این امواج، با اختالف زمانی معینی نسبت به یکدیگر، به

دستگاه لرزه نگار می رسند. بنابراین برای پیدا کردن مرکز سطحی یک زمین لرزه، اختالف زمان رسیدن امواج P و S را

تعیین می کنیم.

شکل مقابل ، منحنی تغییرات امواج P و S و سطحی را برحسب

فاصله از مرکز زلزله و زمان دریافت آنها در ایستگاه لرزه نگار را

نشان می دهد.

در این نمودار محور X ، فاصله ی ایستگاه، از مرکز سطحی زلزله

را برحسب کیلومتر و محور Y ، زمان رسیدن امواج زمین لرزه به

ایستگاه لرزه نگار را نشان می دهد.

هرچه فاصله ی ایستگاه لرزه نگار، از مرکز سطحی زلزله بیشتر

باشد، اختالف زمان رسیدن این امواج )فاصله ی عمودی بین

منحنی ها( به دستگاه بیشتر می شود و برعکس هرچه این فاصله

کوتاهتر باشد، این اختالف زمانی، کوتاهتر خواهد شد .

با داشتن اختالف زمان رسیدن دو موج s و p می توان فاصله را به دست آورد . برای مثال:اختالف زمان دو موج اگر 30

ثانیه باشد، فاصله تا مرکز سطحی350 کیلومتر است.

در دو ایستگاه دیگر هم فاصله را به دست می آوریم. بر اساس مقیاس نقشه، سه دایره را رسم می کنیم، محل تالقی، مرکز

سطحی است.

مواد و وسایل مورد نیاز:

1 -نقشه 2 -پرگار 3 -خط کش 4 -لرزه نگاشت امواج S و P زمین لرزه 5 - مداد پاک کن

شرح آزمایش :

1 -با استفاده از لرزه نگاشت های رسم شده توسط لرزه نگارهای واقع در اطراف محل زمین لرزه، اختالف زمان رسیدن

امواج S و P را به لرزه نگار مشخص کنید.