某處發(fā)生地震時(shí),最重要的事情之一就是第一時(shí)間確定出地震的發(fā)生地,也就是震源。很多人都知道,這是通過地震儀測(cè)定的,但具體過程和原理又是怎樣的呢?另外,除了地震會(huì)產(chǎn)生地震波,核試驗(yàn)也會(huì)產(chǎn)生,這就是為什么,我們總是能第一時(shí)間確定出,哪里核試驗(yàn)了?是哪個(gè)國家干的?
下面,咱們來看具體過程。
怎么定位
首先,地震時(shí),會(huì)產(chǎn)生兩種主要的波,一種是表面波,一種是實(shí)體波。兩者區(qū)別是,表面波只在地表傳遞,實(shí)體波能穿越地球內(nèi)部。
而實(shí)體波又分為兩種,分別是:P波和S波。由于地震定位主要跟P波和S波有關(guān),在此我們不深入討論表面被。
上圖為P波,它是一種縱波,在所有的地震波中,p波傳播速度最快,也最快抵達(dá)地震監(jiān)測(cè)站。p波可在固體和液體中傳播。
上圖為S波,S波是一種橫波,可以想象成它是像繩子一樣呈“s”形傳播,s波傳播速度僅次于P波,所以,地震時(shí),P波先抵達(dá),隨后才是s波。
知道了P波和S波,我們就能初步定位地震位置了,怎么做呢?
仔細(xì)想一想,P波和S波是不是類似于雷電現(xiàn)象呢?是的,先到達(dá)的p波,我們可以把它看成是閃電,后到達(dá)的是s波,我們可以把它看成是雷聲。
通過閃電和雷聲的先后到達(dá)時(shí)間,我們可以估算出閃電距離我們多遠(yuǎn)。方法是忽略光的傳播速度,因?yàn)樗炝?,可以認(rèn)為看到閃電的那一刻,就是閃電出現(xiàn)的那一刻,然后,如果3秒后才聽到雷聲,接著用3乘以聲速,就可以知道閃電距離我們多遠(yuǎn)了。
同理,我們也可以根據(jù)P波和s波傳播速度的不同,以及先后到達(dá)的時(shí)間,從而知道地震距離我們多遠(yuǎn)。
上圖的“r”代表震中距,也就是觀測(cè)點(diǎn)到震中的距離?!癡s”代表s波的速度,“Vp”代表P波的速度,這些速度都是已知的,因?yàn)橹霸缇陀袛?shù)據(jù)。而 “t”代表的是p波和s波到達(dá)的時(shí)間差,這個(gè)時(shí)間差由地震儀來完成測(cè)定。
解上面的簡(jiǎn)單方程,然后我們就能確定地震距離我們到底有多遠(yuǎn)了。
但是,我們知道距離還不管用,因?yàn)?,假如我們以地震儀所在位置為圓心,那么,地震可能的發(fā)生地就是以地震儀位置為圓心,以觀測(cè)點(diǎn)到震中的距離r為半徑的圓周上。
如上圖,假如只有一個(gè)地震監(jiān)測(cè)儀的話(紅三角),那么我們最多只能知道地震距離我們有58.8公里,到底是哪兒?不知道。
如上圖,如果我們有兩個(gè)地震監(jiān)測(cè)儀的話,就能畫出兩個(gè)圓了,而兩個(gè)圓相交會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)交點(diǎn),于是,我們就能確定地震發(fā)生在相交的那兩個(gè)地方的其中一處。
同理,假如我們有3個(gè)地震儀的話,那么,3圓相交的那個(gè)唯一的點(diǎn)就是地震的發(fā)生地了。
我國的地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站有上千個(gè),所以第一時(shí)間確定地震的發(fā)生地是一件不難的事,當(dāng)然,本文只是說大概原理,沒有過多深入。
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