и

  Здесь

, k — модуль всестороннего сжатия; l и m — константы Ляме, причём m называется модулем сдвига. Скорость продольных волн больше поперечных.

  Особенность распространения С. в. (упругих волн в твёрдой среде) состоит в том, что при косом падении на поверхность раздела сред с различными параметрами (скоростями и плотностями) волны одного типа, например продольной, возникают, кроме отражённой и преломленной продольных волн (рис. 2), волны отраженные и преломленные поперечные. Вблизи поверхностей раздела в Земле возникают поверхностные С. в. При распространении неоднородной волны SH вдоль горизонтального слоя возникает волна Лява. В случае падения на граничную плоскость волны Р в слое могут возникать отражённые волны Р и SV. При этом, если а₂ > в₂ > а₁ > в₁, где a₁ и в₁ — скорости в слое, a a₂ и в₂ — в неприлежащей среде, то как отражённая Р, так и отражённая SV при малом e₁ обладают свойством полного внутреннего отражения. В результате в слое формируются волны Рэлея. Они, как и волны Лява, обладают дисперсией скоростей. Волны Рэлея возникают в полупространстве без слоистости. Тогда они не диспергируют и их скорость с » 0,9 в.

  Волны Р и S распространяются из источника по объёму Земли. Они называются объёмными. Их амплитуда для однородной и изотропной среды убывает обратно пропорционально расстоянию. Поверхностные волны, распространяясь вдоль поверхности, обладают амплитудой, убывающей обратно пропорционально корню квадратному из расстояния. По этой причине в колебаниях от удалённых землетрясений по амплитуде доминируют поверхностные волны.

  Благодаря изменениям свойств Земли с глубиной изменяются и скорости распространения объёмных С. в. Это приводит к их рефракции в недрах Земли.

  Наблюдения на поверхности Земли над распространением С. в. позволяют исследовать строение Земли. Зависимость скорости распространения волн Р и S от глубины (рис. 3) позволила выявить ряд оболочек «твёрдой» Земли. Подробности строения Земли см. в ст. Земля.

  Лит.: Саваренский Е. Ф., Кирнос Д. П., Элементы сейсмологии и сейсмометрии, 2 изд., М., 1955; Буллен К. Е., Введение в теоретическую сейсмологию, пер. с англ., М., 1966; Саваренский Е. Ф., Сейсмические волны, М., 1972; Бреховских Л. М., Волны в слоистых средах, 2 изд. М., 1973.

  Е. Ф. Саваренский.

Рис. 2. Отражение и преломление продольных волн (Р) на границе раздела.

Рис. 1. Блок-диаграмма колебаний в продольной (а) и поперечной (б) сейсмических волнах.

Рис. 3. Зависимость скорости продольных (Р) и поперечных (S) волн от глубины Земли.

Сейсмические станции

Сейсми'ческие ста'нции, станции для регистрации колебаний земной поверхности, вызываемых землетрясениями, а также для первичной обработки полученных записей. В зависимости от решаемых задач С. с. подразделяются на телесейсмические и региональные.

  Телесейсмические станции предназначены для регистрации сейсмических сигналов в основном на эпицентральном расстоянии свыше 2000 км. Эти станции снабжены стандартной сейсмической аппаратурой: короткопериодными сейсмографами высокой чувствительности в полосе пропускания 10—0,7 гц; широкополосными сейсмографами средней чувствительности с полосой пропускания 10—0,05 гц; часть станций оснащена длиннопериодными сейсмографами средней чувствительности с полосой пропускания 0,2—0,015 гц.

  Региональные С. с. предназначены для регистрации близких землетрясений с эпицентральными расстояниями до 2000 км. Эти станции оснащены короткопериодной аппаратурой, а также регистрируют сильные движения в полосе пропускания 10—0,1 гц.

  Мировая сеть насчитывает (1974) около 2000 С. с. (в т. ч. свыше 200 на территории СССР). Все С. с. мира ведут регистрацию землетрясений по единому времени (среднее гринвичское), проводят первичную обработку сейсмограмм (измеряются моменты вступлений различных сейсмических волн и их динамические параметры). Эти сведения по государственным каналам связи направляются в соответствующие центры обработки; они являются исходными данными для сейсмологических бюллетеней. С. с. работают в соответствии с инструкциями и руководствами, подготовленными как в центрах национальных сейсмических служб, так и в международных сейсмологических организациях.

  Лит.: Аппаратура и методика наблюдений на сейсмических станциях СССР, М., 1962; Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР, М., 1974.

  З. И. Аранович, Н. В. Кондорская.

Сейсмический балл

Сейсми'ческий балл, условная единица (цифровая оценка) интенсивности землетрясений. См. Землетрясения, Сейсмическая шкала.

Сейсмический годограф

Сейсми'ческий годо'граф, зависимость между временем пробега сейсмических волн и эпицентральным расстоянием. Может быть выражена в табличном и графическом виде. По годографам определяют скорости распространения сейсмических волн в Земле. Резкое изменение значений скоростей сейсмических волн указывает на существование границ раздела внутри Земли. Годографы Х. Джефриса и К. Е. Буллена (1940), относящиеся к стандартной модели Земли, с границами раздела, соответствующими земной коре, мантии и ядру, используются в современной сейсмологической практике при определении положения очагов землетрясений. Для интерпретации слабых и близких землетрясений существуют региональные годографы, учитывающие местные особенности строения района.

Сейсмический каротаж

Сейсми'ческий карота'ж, исследование сейсмических свойств горных пород в буровых скважинах путём определения скоростей упругих волн, их коэффициента отражения, прохождения и поглощения. Результаты используются для интерпретации данных сейсмической разведки, исследования литологического состава и физического состояния (проницаемость, пористость и др.) пород, а также для выделения нефтегазоносных продуктивных пластов и для контроля технического состояния скважин (например, определения качества цементации).

  Различают интегральный С. к., в котором источник (обычно взрывной) располагают вблизи поверхности Земли, а приёмники помещают внутри скважин, и дифференциальный С. к., когда источник и приёмники перемещают совместно внутри скважины. Интегральный С. к. применяют для определения средних свойств в мощных (свыше 50—100 м) пластах и исследования картины колебаний, вызываемых различными сейсмическими волнами внутри среды (вертикальное сейсмическое профилирование). Используют скважинные сейсмографы и регистрирующую аппаратуру полевой сейсморазведки; регистрируют колебания в диапазоне частот 20—150 Гц. Дифференциальный С. к. применяют для изучения сейсмических свойств в слоях мощностью до 1—2 м, для чего регистрируют колебания с частотами 10—100 кГц (акустический каротаж, ультразвуковой каротаж). Применяются скважинные зонды, несущие магнитострикционные или пьезоэлектрические излучатели и приёмники, которые используются как электромеханические преобразователи упругих колебаний. Регистрацию производят на поверхности Земли в передвижной сейсмокаротажной станции, куда электрические сигналы передаются от зонда по кабелю. Акустический каротаж применяют совместно с другими геофизическими методами исследования скважин.