Seismische Welle
Seismische Wellen, auch Erdbebenwellen genannt, werden bei einem Erdbeben durch den so genannten Herdvorgang ausgelöst und breiten sich von dort radial im Erdinneren aus. Auf ihrem Weg durch das Erdinnere können diese Wellen gebrochen, reflektiert, gebeugt, sorbiert und umgewandelt werden. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Erdbebenwellen ist abhängig vom Wellentyp und vom Material, das die Wellen durchlaufen. Vor allem auf letzterem beruht die Exploration des Erdinneren anhand von durch Erdbeben ausgelöster oder durch Sprengung oder Vibration hervorgerufener seismischer Wellen.Es gibt folgende Typen von seismischen Wellen, die sich durch ihre Laufgeschwindigkeit und ihre Schwingungsweise unterscheiden:
Die Bezeichnungen, der im folgenden beschriebenen, Primärwellen und Sekundärwellen bezieht sich darauf, dass sich erstere schneller ausbreiten als letztere. An einem vom Bebenherd entfernten Ort werden zuerst die P-Wellen und erst später die S-Wellen aufgezeichnet. Aus der Zeitdifferenz zwischen den Einsätzen der P- und der S-Wellen kann die Entfernung zum Herd errechnet werden. Können an drei verschiedenen Orten auf diese Weise die Entfernung zum Bebenherd und die Laufrichtung der Wellen bestimmt werden, kann der Bebenherd lokalisiert werden.
Die P-Wellen oder Primärwellen schwingen parallel zur Ausbreitungsrichtung (Longitudinalwelle) und können sich in festen Körpern, Flüssigkeiten und Gasen ausbreiten. P-Wellen sind daher Verdichtungswellen. Ein alltägliches Beispiel für Verdichtungswellen ist der Schall. Die P-Wellen können sich in festen Gesteinen, aber auch in Flüssigkeiten wie Wasser oder den quasi flüssigen Teilen des Erdinneren ausbreiten. Wie bei Schallwellen in der Luft werden hier die Teilchen im Boden geschoben und gezogen, wobei die Bewegung in Ausbreitungsrichtung der Welle erfolgt. Manche Tiere sind in der Lage, P-Wellen zu hören, Menschen hingegen fühlen normalerweise nur die Erschütterungen.
Die S-Wellen oder Sekundärwellen schwingen quer zur Ausbreitungsrichtung (Transversalwelle). Da sie zur Verscherung des Ausbreitungsmediums führen, werden sie auch Scherwellen genannt. S-Wellen können sich in festen Körpern, jedoch nicht in Flüssigkeiten oder Gasen ausbreiten, da die beiden letzteren keinen Scherwiderstand haben. Daher kann man flüssige Bereiche im Erdinneren daran erkennen, dass dort keine S-Wellen laufen.
Neben den P- und S-Wellen gibt es noch die so genannten Oberflächenwellen. Sie entstehen dadurch, dass P- oder S-Wellen in die Erdoberfläche hinein gebrochen werden. Ähnlich den P- und S-Wellen können auch sie längs oder quer zur Ausbreitungsrichtung schwingen. Jedoch zeichnen sie sich dadurch aus, dass die Schwingungsrichtung immer parallel zur Oberfläche verläuft.
Die Love-Wellenwurden nach dem Britischen Mathematiker A.E.H. Love benannt, der 1911 als erster ein mathematisches Modell für die Ausbreitung dieser Wellen aufstellte. Sie sind die schnellsten Oberflächenwellen, breiten sich aber langsamer als die S-Wellen aus. Die Bodenbewegung erfolgt in horizontaler Richtung hin und her.
Die Rayleigh-Wellen wurden nach Lord Rayleigh benannt, der 1855 die Existenz dieser Wellen mathematisch voraussagte, noch bevor sie tatsächlich beobachtet wurden. Bei Rayleigh-Wellen rollt der Boden in einer eliptischen Bewegung ähnlich wie Meereswellen. Dieses Rollen bewegt den Boden sowohl rauf und runter als auch hin und her in Ausbreitungsrichtung der Welle. Die meisten Erschütterungen, die bei einem Erdbeben gespürt werden, sind in der Regel Rayleigh-Wellen, deren Amplituden viel größer als die der übrigen Wellenarten werden können
Siehe auch: Seismik
Raumwellen
P-Wellen
S-Wellen
Oberflächenwellen
Love-Wellen
Rayleigh-Wellen