ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Атмосферные возмущения, вызванные землетрясениями и извержениями вулканов из "Сейсмические морские волны цунами " Беньёф и другие [71] опубликовали данные о звуковых волнах в атмосфере, образованных при землетрясениях. Так, они связали с землетрясением, происшедшим 24/1 1951 г., показания микробарографа в Пасадене, зафиксировавшего последовательность волн с периодами, меняющимися от /4 до 1 с. [c.359] Формула предполагает, что влияние со стороны звуковых волн в окружающих областях пренебрежимо мало. Это условие выполняется, если резонансное взаимодействие между грунтом и воздухом невелико, а длина волн Рэлея значительно больше высоты установки прибора (микробарографа) над поверхностью земли. [c.359] Во второй области образование в атмосфере звуковых волн происходит в результате вертикальных смещений поверхности грунта. Донн и Посментьер [195] рассматривали этот механизм как подобный механизму образования акустико-гравитационных волн во время производства ядерных взрывов. [c.360] В третьей области вертикальное смещение поверхности грунта вдали от эпицентра может привести к образованию звуковых волн, фиксируемых на расстоянии нескольких сотен километров при выполнении определенных условий взаимодействия поверхности грунта и нижних слоев воздуха. Считается, что именно этот механизм образовал волны в атмосфере во время землетрясения в Империал-Вэлли 24/1 1951 г. [71]. [c.360] На основе обработки данных сейсмограмм Донн и Посментьер пришли к выводу, что максимальное вертикальное смещение поверхности грунта в Палисейд составило 4,2 см и было вызвано волной Рэлея. В этом же городе наблюденное значение максимального колебания давления составило 40 мкбар. Таким образом, используя уравнение (6.11), получим искомое вертикальное движение равным 3,72 см при условии, что период местного вертикального колебания грунта равен периоду самых мощных волн давления, т. е. 23 с. Так как расчетное значение (3,72 см) близко к наблюденному (4,2 см), авторы заключили, что основной причиной колебания давления является в самом деле локальное вертикальное смещение поверхности грунта, вызванное землетрясением. [c.360] Дэвис и Бейкер [136] обнаружили ионосферные возмущения, вызванные землетрясением на Аляске в марте 1964 г. Наблюдения были выполнены в Боулдер (штат Колорадо) на частотах 4 и 5 Мгц при вертикальном распространении и на частоте 10 Мгц на Гавайских островах в 5000 км от Боулдер. За 4 года наблюдений им удалось лишь еще один раз наблюдать подобное явление, которое было связано с взрывом ядерного устройства на о. Джонстон 9/УП 1962 г. [c.361] Большой вклад в исследование образования и вертикального распространения звуковых волн в атмосфере при землетрясениях был сделан в работах Романовой 97] и Петухова и Романовой [7] (1971). Они успешно исследовали также связанный с этими волнами нагрев воздуха на различных уровнях в атмосфере. Первая из указанных выше работ посвящена в основном развитию теории, а вторая — ее приложениям. В этом разделе мы сделаем краткий обзор второй работы. [c.361] Петухов и Романова применили теорию, разработанную Романовой, для расчета диссипации в атмосфере в виде тепла инфразвуковых волн, образованных при землетрясениях. В частности, они выполнили оценку скорости и степени нагрева атмосферы, вызываемого звуковыми волнами, направленными вверх, при двух мощных землетрясениях — на Аляске в 1964 г. и в Японии в Катиноко в 1968 г. Этот нагрев атмосферы играл большую роль в образовании наблюдаемых ионосферных возмущений. [c.361] Авторы использовали в сущности те же начальные условия, что и Донн и Посментьер [145], т. е. уравнения (6.10) и (6.11). Это значит, что волны Рэлея распространяются от эпицентра по поверхности земли со скоростью около 3 км/с (сверхзвуковая скорость для воздуха). Вертикальные движения волн Рэлея приводят к образованию в атмосфере путем импульсного эффекта колебаний давления. Связь между колебанием давления р и смещением поверхности земли а задается, в соответствии с работой Донна и Посментьера, уравнением (6.10). [c.361] Здесь То г) — значение температуры на высоте г до начала нагрева атмосферы, а Аба = д а1д1) 1 при этом значение А0а/ / вычисляется с помощью уравнения (6.14). [c.362] Расчет по формуле (6.15) дает значение подъема слоя атмосферы на высоте 240 км над Боулдером на 20 км. Наблюдаемый подъем имеет тот же порядок величины. Над о. Мауи, согласно теоретическим расчетам, слой на высоте 200 км должен был подняться на 15 км, однако наблюдаемый подъем составил всего 5—6 км. [c.362] Через несколько. минут после того, как волны Рэлея достигли Гавайских островов, на высоте около 200 км возникли короткопериодные колебания, а на высоте около 300 км — долгопериодные. Для непрерывного получения данных об общей концентрации электронов измерялось вращение в магнитном поле плоскости поляризации сигналов, передаваемых геостационарными спутниками. После землетрясения не наблюдалось никаких особенностей, т. е. возмущения, обнаруженные по допплеровскому эффекту, были связаны не с изменениями общего количества электронов, а с колебаниями слоя атмосферы с высокой концентрацией электронов за счет волн давления в ионосфере. [c.364] В работе Юэна и других [717] говорится Следует ожидать, что продольная звуковая волна давления с вертикальной составляющей скорости будет передвигать вверх и вниз поверхности постоянной концентрации электронов путем колебательного движения, подобного самой волне давления. Это должно означать, что высота отражения высокочастотных радиосигналов, подобных тем, которые используются в системе, работающей на принципе Допплера, также будет смещаться вверх и вниз в процессе колебательного движения. Волна давления на уровне поверхности Земли, образованная волной Рэлея, должна быть пропорциональна сейсмическим движениям у земной поверхности. Таким образом, следует ожидать, что сейсмические записи и записи, основанные на допплеровских эффектах, будут одинаковой формы. [c.364] Для подтверждения своего вывода, что ионосферные возмущения, зафиксированные с помощью регистрации допплеровских эффектов, имели причиной акустические волны, образованные волнами Рэлея при землетрясении, Юэн построил лучевые диаграммы и рассчитал затухание, обусловленное стандартной атмосферой США 1966 г. При этом расчете во время землетрясения температура экзосферы над Гавайскими островами принималась равной 1200 К. Принимая адиабатические условия, Юэн и другие [717] рассчитали изменение давления, вызванное изменением концентрации электронов. [c.364] Здесь представлены современные данные о структуре верхних и глубинных областей планеты и обсуждаются новые положения глобальной тектоники, которые революционизировали многие разделы геологии. [c.367] Внешний покров Земли, очень тонкий по сравнению с ее радиусом, называют корой. (На рис. А.1 она не могла быть изображена в масштабе, так как была бы не толще линии). Ее толщина составляет 4,8—8,0 км под океанами и 19,3—90,1 км под континентами, а средняя толщина — 32,2 км [707]. [c.367] Вернуться к основной статье