Energia wyzwolona w czasie trzęsienia ziemi przemieszcza się w postaci fal sprężystych, zwanych sejsmicznymi. Wyróżniamy dwa podstawowe typy fal:
- fale przestrzenne
- fale powierzchniowe
Fale przestrzenne
(ang. body waves) rozchodzą się od ogniska trzęsienia ziemi we wszystkich kierunkach. Dzielimy je na: fale podłużne (P) i fale poprzeczne (S).
Fale podłużne (P) powodują drgania cząstek w przód i w tył wzdłuż drogi fali, powodując kurczenie się i rozszerzanie ośrodka skalnego, przez który biegnie fala.
Fale poprzeczne (S) rozchodzą się wyłącznie w ciałach stałych. W trakcie ich przechodzenia zmianom ulega kształt cząstek, które drgają prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali.
Prędkość rozchodzenia się fal poprzecznych jest prawie dwa razy mniejsza niż fal podłużnych, dlatego fale poprzeczne nazywane są secondary waves. Dzięki tej różnicy fale wychodzące jednocześnie z jakiegoś punktu przybywają do drugiego w różnym czasie, przy czym im dłuższą odbywają drogę, tym większa jest różnica w czasie ich przybycia.
Gdy fale sejsmiczne dotrą do powierzchni ziemi, wzbudzają inny rodzaj drgań, zwany falami powierzchniowymi.
Fale powierzchniowe
(ang. surface waves) w przeciwieństwie do fal przestrzennych rozchodzą się na granicy dwóch ośrodków, a szczególnie na powierzchni Ziemi. Składają się one z dwóch rodzajów drgań - fal Rayleigha i Love'a.
Fale Rayleigha – nazwa ich pochodzi od nazwiska Lorda Rayleigha (John William Strutt), który w roku 1885 na podstawie obliczeń matematycznych przewidział istnienie tego typu fal. Fale Rayleigha są typu grawitacyjnego, tzn. drgają tak jak powierzchnia wody, gdy rzuci się na nią kamień. Ruch cząstek odbywa się po elipsie pionowej, ustawionej w kierunku biegu fali. Większość wstrząsów odczuwanych w trakcie trzęsienia Ziemi jest wywołanych falami Rayleigha.
Fale Love'a – nazwane tak na część brytyjskiego matematyka A.E.H. Love'a, który w 1911 roku opracował matematyczny model tego rodzaju fal. Fale Love'a polegają na drganiach poziomych a prostopadłych do kierunku rozchodzenia się fali. Mimo że przemieszczają się stosunkowo wolno, to są bardzo destruktywne. To właśnie one są odpowiedzialne za większość zniszczeń na obszarze dotkniętym trzęsieniem ziemi.
Wstrząs zasadniczy (najsilniejszy) bywa poprzedzony słabymi wstrząsami wstępnymi; a po nim następują zazwyczaj wstrząsy wtórne, przy czym najsilniejszy wstrząs wtórny występuje jako pierwszy po głównym wstrząsie, a siła kolejnych wstrząsów zmniejsza się z upływem czasu.
Grzegorz Wróbel
Państwowy Instytut Geologiczny
