Рис. 5.1. Очаг и эпицентр землетрясения

Изучением землетрясений занимается специальная наука – сейсмология. Она изучает все сейсмические явления, относящиеся к землетрясениям. К ним относятся возникновение и распространение в земной коре упругих волн, передающих первоначальный толчок (взрыв, удар) при землетрясении, а также различные деформации, образующиеся внутри земной коры и на ее поверхности вследствие прохождения этих волн.

В зависимости от интенсивности сейсмические явления подразделяются на: микросейсмические – устанавливаемые только при помощи специальных приборов, макросейсмические – воспринимаемые органами чувств человека и мегасейсмические – сопровождающиеся разрушением искусственных сооружений и остаточными деформациями в земной коре и на ее поверхности.

Наибольшее значение при изучении землетрясений имеют два вида волн. Это так называемые первичные (продольные) Р- волны и вторичные (поперечные) S -волны, обозначаемые по порядку их прихода.

Продольная или Р -волна – это волна типа звуковой, имеющая максимальную скорость. При ее прохождении каждая частица породы перемещается вперед и назад вдоль направления движения волны. Таким образом, среда испытывает ряд сжатий и разряжений (рис. 5.2).

При прохождении поперечной, или S -волны, частицы перемещаются перпендикулярно к направлению, в котором она распространяется.

Скорость распространения этих волн неодинакова. Р -волны проходят около 8 км/с, а S -волны – лишь около 4,5 км/с. Это означает, что Р -волна приходит первой, а S -волна запаздывает. Чем дальше находится наблюдатель от очага землетрясения, тем больше будет интервал времени между приходами этих волн. Если распознать их на записи и измерить временной интервал между их приходами, легко установить расстояние до очага. Чем дальше произошло землетрясение, тем глубже проникнут волны в толщу земли и быстрее распространятся.

Рис. 5.2. Продольные и поперечные волны.

Если ударить по левому концу стрежня, изображенного слева вверху, нанести резкий удар, то вдоль него пройдет волна сжатия. Частицы перемещаются вперед и назад в направлении распространения волны, поэтому волна называется продольной. Удар сверху вниз, как показано справа, порождает поперечную волну, похожую на колебания веревки, которую раскачивают за один конец.

Первыми достигают земной поверхности продольные волны в эпицентре землетрясения, где их воздействие направлено снизу вверх по вертикали и сила удара максимальна. На поверхности эти волны возбуждают третий вид сейсмических волн – поверхностные или длиннопериодные волны, называемые волнами Лява (рис. 5.3) и волнами Релея (рис. 5.4).

Волны Лява – это поперечные колебания, которые похожи на S -волны, но происходят только в горизонтальной плоскости.