Language
Country/Area
No result found
سر سرعة الموجات الزلزالية: الكشف عن البنية المخفية للداخل الأرضي!
يعكس هيكل سرعة الموجات الزلزالية الخصائص الداخلية للأرض والكواكب الأخرى، بما في ذلك تركيب المواد، والكثافة، والمسامية، ودرجة الحرارة. ويعتمد علماء الجيوفيزياء على تحليل وتفسير بنية السرعة في استكشاف الموارد وعلم الزلازل، وللحصول على فهم أعمق للتطور الجيولوجي للأرض.
"لقد أعطتنا النظريات الزلزالية الناضجة والبيانات الجديدة فهمًا أكثر شمولاً لبنية الجزء الداخلي من الأرض."
التاريخ
منذ ظهور علم الزلازل الحديث، حدثت تطورات كبيرة في فهمنا لبنية سرعة الموجات الزلزالية. أدى اختراع جهاز قياس الزلازل في القرن التاسع عشر إلى تحفيز البحث المنهجي وجعل تسجيل الموجات الزلزالية وتحليلها ممكنًا.
اختراقات القرن العشرين
في القرن العشرين، تم تحقيق اختراقات مهمة في علم الزلازل. على سبيل المثال، حدد أندريا موهوروفيتش في عام 1909 حدودًا مهمة داخل الأرض تسمى انقطاع موهوروفيتش، والتي تمثل الانقسام بين القشرة والوشاح وتصاحبها زيادة كبيرة في سرعة الموجات الزلزالية. وفي العقود التي تلت ذلك، تقدم جمع وفهم بيانات الزلازل بشكل كبير مع إنشاء شبكة عالمية من أجهزة قياس الزلازل الموحدة.
التقدم في القرن الحادي والعشرين
ركزت الأبحاث في القرن الحادي والعشرين على النمذجة الأكثر دقة لبنية السرعة الداخلية للأرض، وخاصة خصائص النواة الداخلية وتطوير تقنيات مثل التصوير الصوتي، مما يجعل النماذج التفصيلية للبنية الداخلية للأرض ممكنة.مبادئ هيكل السرعة
إن دراسة بنية سرعة الموجات الزلزالية تكشف بشكل منهجي عن التركيب المادي والحالة الفيزيائية للجزء الداخلي من الأرض. تتأثر التغيرات في سرعات الموجات بكثافة المادة وحالتها، مما يخبرنا عن كيفية عمل البنية العميقة للأرض.
تنتقل الموجات P عبر كل المادة، بينما تمر الموجات S عبر المادة الصلبة فقط، مما يمنحها أدوارًا مختلفة في مساعدتنا على فهم بنية الأرض.
بنية سرعة الأرض
تنتقل الموجات الزلزالية بسرعات مختلفة في طبقات الأرض المختلفة، وترتبط هذه الاختلافات ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة والتكوين والضغط المقابلة. تتضمن السمات البنيوية للأرض انقطاعات زلزالية مميزة، تمثل تغييرات في التركيب المعدني أو الحالة الفيزيائية.
قشرة الأرض
تتراوح سرعات الموجة P والموجة S في قشرة الأرض من 6.0 إلى 7.0 كم/ثانية و3.5 إلى 4.0 كم/ثانية على التوالي. تميل السرعات الزلزالية في قشرة الأرض إلى الزيادة مع العمق، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى زيادة الضغط، مما يجعل المادة أكثر كثافة.
الطبقة العلوية
يبلغ متوسط سرعة الموجة P في الوشاح العلوي 7.5-8.5 كم/ثانية، بينما تبلغ سرعة الموجة S 4.5-5.0 كم/ثانية. ويعزى ارتفاع السرعة الزلزالية بشكل أساسي إلى زيادة الضغط.
الوشاح السفلي
يتراوح متوسط سرعة الموجة P في الوشاح السفلي من 10 إلى 13 كم/ثانية، بينما تتراوح سرعة الموجة S من 5.5 إلى 7.0 كم/ثانية. إن الزيادة في السرعة في هذه الطبقة ترجع في المقام الأول إلى بيئة الضغط الأقوى.
النواة الخارجية والنواة الداخلية
متوسط سرعة الموجة P في النواة الخارجية هو 8.0-10 كم/ثانية، في حين أن الموجة S لا يمكن أن تنتشر، مما يدل على حالتها السائلة؛ في حين أن متوسط سرعة الموجة P في النواة الداخلية هو حوالي 11 كم/ثانية. وسرعة الموجة S هي 3.5 كم/ثانية /ثانية، مما يدل على أن الداخل يتكون من مادة صلبة عالية الكثافة.
"إن التباين في النواة الداخلية يتسبب في اختلاف سرعة الموجات الزلزالية اعتمادًا على الاتجاه الذي تسافر فيه، مما يشير إلى أن دوران الأرض له أيضًا تأثير على محاذاة بلورات النواة."
هياكل السرعة للكواكب الأخرى
بالإضافة إلى الأرض، تمت أيضًا دراسة هياكل السرعة للقمر والمريخ على نطاق واسع. وتأتي سجلات سرعة الموجات الزلزالية القمرية بشكل أساسي من بيانات مهمة أبولو، في حين تأتي بيانات الزلازل المريخية بشكل أساسي من مهمة إنسايت.
بنية سرعة القمر
يبلغ سمك قشرة القمر حوالي 60 كيلومترًا، وتتراوح سرعات الموجات P من 5.1 إلى 6.8 كم/ثانية وتتراوح سرعات الموجات S من 2.96 إلى 3.9 كم/ثانية. تتسبب الاختلافات في الطبقات الداخلية في اختلاف السرعة بشكل كبير في أعماق مختلفة.
بنية سرعة المريخ
يبلغ سمك قشرة المريخ ما بين 10-50 كيلومترًا، وتتراوح سرعة الموجات P وS بين 3.5-5 كيلومترًا في الثانية و2-3 كيلومترًا في الثانية على التوالي. مع زيادة العمق، فإن زيادة الضغط تؤدي أيضًا إلى زيادة السرعة.
الخطط المستقبلية
في الوقت الحالي، يعتبر الاستكشاف الزلزالي للأجسام الأخرى في الفضاء محدودًا نسبيًا. ومع ذلك، فمن المتوقع أن تعمل بعثات الفضاء المستقبلية على توسيع نطاق هذه الدراسات إلى نطاق أوسع، مما يوفر رؤى حول أنواع الكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي وبنيتها الداخلية.
بعد فهم التعقيدات المختلفة لبنية سرعة الموجات الزلزالية، ما مقدار الرؤى الجديدة التي يمكننا اكتسابها في هذه العوالم المخفية تحت الأرض؟
