SİSMİK DALGALAR

SİSMİK DALGALAR
Doç.Dr. Eşref YALÇINKAYA
(4. Ders)
Sismik dalgalar

Sismogramlar üzerinde gözlenebilen
dalgalar sismik dalgalar olarak adlandırılır.

Sismik dalgalar bir kaynaktan ortaya
çıkarlar ve;
 hem yerküre içinde
 hem de yerküre yüzeyinde yayılırlar.
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
2
1
Sismik dalga kaynakları
Depremler
 Volkanik püskürmeler
 Patlatmalar
 Rüzgar
 Göktaşı, uçak vb. düşmesi
 İnsanlar

E:YALÇINKAYA
3
Sismik dalga türleri

Cisim Dalgaları
– P dalgaları
– S dalgaları
Yüzey
Dalgaları
Cisim
Dalgaları

Yüzey Dalgaları
– Rayleigh dalgaları
– Love dalgaları
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
Yerküre
4
2
P - DALGALARI

Yer içinde en hızlı yayılan dalgalardır. Bu nedenle
alıcılarda ilk görülen dalgadır.

Her tür materyal içinde, yani sıvı, gaz, katı içinde
yayılabilirler.

P dalga hızı yerküre içinde 1 ile 14 km/sn
arasında değişir. Tam hızı içinden geçtiği kayanın
özelliklerine bağlıdır.
P dalgaları aynı zamanda ses dalgalarıdır. Bu
nedenle zaman zaman depremler sırasında
gürültü olarak insanlar tarafından işitilir.

E:YALÇINKAYA
5
P - DALGALARI


P dalgalarının ürettiği hareket ortam içinde sıkışma ve
genleşmelerin değişimi şeklindedir.
Tanecik hareketi yayılım doğrultusunda ileri-geri
şeklindedir.
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
6
3
S - DALGALAR




İkinci en hızlı yayılan dalgalardır. Bu nedenle
kayıtlarda P dalgalarından sonra görülürler.
S dalgaları sadece katı içinde yayılırlar, sıvı ve
gaz içinde yayılamazlar.
Yerküre içinde S dalga hızı 0.1 ile 8 km/sn
arasında değişir. Tam hızı geçtiği kayanın
özelliklerine bağlıdır.
Deprem kaynağına yakın noktalarda en büyük
genlikli dalgalardır ve bu nedenle en çok hasara
neden olan dalgalardır.
E:YALÇINKAYA
7
S - DALGALAR

Tanecik hareketi değişen transvers harekettir ve yayılım
yönüne diktir. Burada gösterilen transverse hareket
düşeydir, fakat her yönde olabilir. Düşey düzlemdeki hareket
SV, yatay düzlemdeki SH olarak adlandırılır.
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
8
4
i
l em
üz
d
S-
Düşey düzle m
SV
S
P
SH
Yatay düzlem
E:YALÇINKAYA
zle
dü
S-
Düşey düzlem
i
m
S
9
SV
P
SH
Yatay düzlem
Düşey düzle m
SV SVV
P
SV H
Yatay
düzlem
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
10
5
Love Dalgaları
En hızlı yayılan yüzey dalgasıdır. Kayıtlarda S
dalgalarından sonra Rayleigh dalgalarından
önce görülürler.
 Yerkürenin serbest yüzeyinde oluşurlar.
Derinlikle genlikleri azalır.
 Hareketin yatay düzlemde bileşeni vardır. Bu
nedenle sadece yatay bileşen sismogramlarda
görülürler.

E:YALÇINKAYA
11
Love Dalgaları

Tanecik hareketi dalga yayılım yönüne dik,
enine (transvers) yatay düzlemdedir.
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
12
6
Rayleigh Dalgaları
Rayleigh dalgaları en yavaş dalgalardır. Bu
nedenle sismogramlarda en sonda
görülürler.
 Hareket eliptik olup, hem yatay hem de
düşey yönde bileşeni vardır. Bu nedenle
hem yatay hem de düşey bileşen
simogramlarda görülürler

E:YALÇINKAYA
13
Rayleigh Dalgaları

Tanecik hareketi büyük ekseni düşey olan
eliptik, retrograd bir harekettir.
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
14
7
E:YALÇINKAYA
15
D
DB
KG
Kaynak
Alıcı
Yeryüzü
P
Dalga yayılım
yönü
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
SH
SV
16
8
Yansıma ve Kırılma
Bir ara yüzeye (süreksizlik) gelen sismik
dalga yansıyan ve kırılan (iletilen) dalgalar
üretir.
E:YALÇINKAYA
17
Snell kanunu
Gelen dalga
i1
i1
Yansıyan dalga
sin i1
v1
v1
sin i2
v2
1
c
p
Işın parametresi
v2
i2
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
Kırılan (iletilen) dalga
18
9
Snell’s Law
Snell’s Law
E:YALÇINKAYA
P
SV
i1
1
,
2,
19
SV
P
SV
i1
j1
1
1
,
1
2
2,
2
i2
j2
P
SV
SH
,
1
,
2
2
SV
j1
sin i1
j2
1
sin i2
2
sin j1
1
sin j2
2
SH
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
P
SH
j1
1
P
j1
20
10
Kritik Açı
sin ic = sin (90º)
V1
V2
sin ic = V1
V2
E:YALÇINKAYA
21
Yansıma & Kırılma
Kırılan SV
Kırılan P
Yansıyan P
Gelen P veya
SV

Yansıyan SV
P ve SV dalgaları, bir ara yüzeyde hem yansıyan hem de kırılan P
ve SV dalgaları üretirler
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
22
11
Yansıma & Kırılma
Kırılan SH
Yansıyan SH
Gelen SH
SH dalgaları, bir ara yüzeyde sadece yansıyan ve
kırılan SH dalgaları üretirler, P dalgası üretmezler.

E:YALÇINKAYA
23
SH dalgası yansıma iletme katsayıları :
Yansıyan (B)
Gelen (A)
j1
j1
1
2
j2
İletilen (C)
R12
T12
B
A
C
A
1 1
2
1
cos j1
1 cos j1
cos j2
2 cos j2
2
1
2 1 1 cos j1
1 cos j1
2 2 cos j2
2
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
24
12
http://www.mines.utah.edu/~ggapps/snell/snell.html
E:YALÇINKAYA
25
Yüzeye yakın tabakalanmış ortam
içinde kırılma
Yeryüzü
P & S düşey yönlenmiş
P&S

P ve S dalgaları yeryüzüne yaklaştıkça tabaka hızlarındaki
azalmaya bağlı olarak düşeye yakın kırılırlar.
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
26
13
Değişken hızlı
yerküre
Sabit hızlı yerküre
E:YALÇINKAYA
27
Yakın depremlerde gözlenen sismik
dalgalar

~0-100 km (0o -1o) episantır uzaklığı
Yeryüzü
Pg, Sg
Conrad
P*, S*
PmP, SmS
Moho
Pn, Sn
P, S
E.YALÇINKAYA
E:YALÇINKAYA
28
14
Lg
Sg
Sn
Sn
Sg
Pg
Pn
Pn
Pg
E.YALÇINKAYA
E:YALÇINKAYA
29
E:YALÇINKAYA
30
15
Uzak depremlerde gözlenen sismik
dalgalar
E:YALÇINKAYA
31
pP
P
Manto
PP
PS
SP
SS
Dış Çek.
PcP
ScS
İç Çek.
PPP
SSS
SPS
….
PKP
SKS
E.YALÇINKAYA
PKIKP
SKJKS
E:YALÇINKAYA
32
16
Alıcı ve uzaklığa
bağlı
görülebilecek
sismik dalga
fazları
E.YALÇINKAYA
E:YALÇINKAYA
33
E:YALÇINKAYA
34
17
E.YALÇINKAYA
E:YALÇINKAYA
35
E:YALÇINKAYA
36
18
Bir çok deprem
kaydından
oluşturulmuş
zaman-uzaklık
(seyahat
zamanı-episantr
uzaklığı) grafiği
E:YALÇINKAYA
37
Jeffreys-Bullen ve IASP91 için yerküre hız modelleri
Alt
manto
Geçiş
bölgesi
Dış çekirdek
İç
çekirdek
Üst manto
E:YALÇINKAYA
E.YALÇINKAYA
38
19
P dalgası “gölge
bölgesi”
1030
1440
P dalgası
Gölge Bölgesi
E.YALÇINKAYA
E:YALÇINKAYA
39
E:YALÇINKAYA
40
20