ພື້ນຖານຂອງທິດສະດີການຫັກເຫ ແລະ ການສະທ້ອນໃນແຜ່ນດິນໄຫວ
ແຜ່ນດິນໄຫວແມ່ນໜຶ່ງໃນວິທີການທາງດ້ານພູມຟີຊິກທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ສຸດສຳລັບການເຂົ້າໃຈໂຄງສ້າງໃຕ້ດິນຂອງໂລກ. ວິທີການນີ້ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການສຳຫຼວດໄຮໂດຄາບອນ, ການສຶກສາທາງດ້ານທໍລະນີວິທະຍາ, ແລະ ການຄົ້ນຄວ້າທາງວິທະຍາສາດກ່ຽວກັບໂຄງສ້າງຂອງເປືອກໂລກ. ເພື່ອເຂົ້າໃຈຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງວິທີການແຜ່ນດິນໄຫວ, ພວກເຮົາຈຳເປັນຕ້ອງທົບທວນປະກົດການພື້ນຖານສອງຢ່າງຄື: ການຫັກເຫ ແລະ ການສະທ້ອນຂອງຄື້ນແຜ່ນດິນໄຫວ. ບົດຄວາມນີ້ຈະທົບທວນພື້ນຖານຂອງທິດສະດີການຫັກເຫ ແລະ ການສະທ້ອນໃນການສຶກສາກ່ຽວກັບແຜ່ນດິນໄຫວ.
ຄວາມເຂົ້າໃຈພື້ນຖານ
ໂດຍທົ່ວໄປ, ວິທີການວັດແທກແຜ່ນດິນໄຫວກ່ຽວຂ້ອງກັບການສົ່ງຄື້ນຍືດหยุ่นຜ່ານຊັ້ນຂອງໂລກ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄື້ນເຫຼົ່ານີ້ຈະຖືກກວດພົບຫຼັງຈາກຖືກສະທ້ອນ ຫຼື ຫັກເຫໂດຍໂຄງສ້າງໃຕ້ດິນ. ອີງຕາມພຶດຕິກຳຂອງມັນ, ຄື້ນແຜ່ນດິນໄຫວສາມາດຈັດປະເພດໄດ້ເປັນສອງປະເພດຫຼັກຄື: ຄື້ນຕົວ ແລະ ຄື້ນໜ້າດິນ.
ຄື້ນຮ່າງກາຍ, ປະກອບດ້ວຍຄື້ນປະຖົມ (P) ແລະ ຄື້ນທຸຕິຍະພູມ (S), ແມ່ນຈຸດສຸມຫຼັກຂອງວິທີການສະທ້ອນ ແລະ ການຫັກເຫຂອງແຜ່ນດິນໄຫວ. ຄື້ນ P ແມ່ນຄື້ນບີບອັດທີ່ເດີນທາງໄດ້ໄວກວ່າ ແລະ ສາມາດແຜ່ລາມຜ່ານຕົວກາງທຸກປະເພດ (ແຂງ, ແຫຼວ, ອາຍແກັສ), ໃນຂະນະທີ່ຄື້ນ S, ຫຼື ຄື້ນຕັດ, ສາມາດແຜ່ລາມຜ່ານຕົວກາງແຂງເທົ່ານັ້ນ.
ທິດສະດີການສະທ້ອນຂອງແຜ່ນດິນໄຫວ
ການສະທ້ອນຂອງແຜ່ນດິນໄຫວເກີດຂຶ້ນເມື່ອຄື້ນແຜ່ນດິນໄຫວໄປຮອດເຂດແດນລະຫວ່າງສອງຊັ້ນທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານທາງສຽງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ຜົນຄູນຂອງຄວາມໜາແໜ້ນ ແລະ ຄວາມໄວຂອງຄື້ນ) ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນກໍ່ສະທ້ອນກັບຄືນສູ່ໜ້າດິນ. ເວລາ ແລະ ຄວາມກວ້າງຂອງຄື້ນທີ່ສະທ້ອນອອກມາສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຕີຄວາມໂຄງສ້າງໃຕ້ພື້ນຜິວ.
ກົດໝາຍຂອງ Snell
ກົດໝາຍຂອງ Snell ຫຼື ທີ່ຮູ້ກັນໃນນາມກົດໝາຍວ່າການສະທ້ອນແມ່ນພື້ນຖານຂອງທິດສະດີການສະທ້ອນຂອງແຜ່ນດິນໄຫວ. ກົດໝາຍສະບັບນີ້ລະບຸວ່າມຸມສະທ້ອນ (θr) ເທົ່າກັບມຸມຕົກ (θi):
\[
\theta_r = \theta_i
\]
ກົດໝາຍສະບັບນີ້ໃຊ້ໄດ້ກັບຄື້ນຍືດຍຸ່ນທຸກປະເພດ, ລວມທັງຄື້ນ P ແລະ ຄື້ນ S. ການເຂົ້າໃຈກົດໝາຍຂອງ Snell ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດຕີຄວາມໝາຍຂໍ້ມູນແຜ່ນດິນໄຫວ ແລະ ປະເມີນຄວາມໄວ ແລະ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນ.
ຄ່າສຳປະສິດການສະທ້ອນ ແລະ ການສົ່ງຕໍ່
ຢູ່ຂອບເຂດລະຫວ່າງສອງສື່ທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານທາງສຽງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ພະລັງງານຄື້ນແຜ່ນດິນໄຫວບາງສ່ວນຈະຖືກສະທ້ອນ, ແລະສ່ວນທີ່ເຫຼືອຈະຖືກສົ່ງໄປຫາສື່ທີສອງ. ອັດຕາສ່ວນຂອງພະລັງງານເຫຼົ່ານີ້ຖືກກຳນົດໂດຍສຳປະສິດການສະທ້ອນ (R) ແລະ ສຳປະສິດການສົ່ງຕໍ່ (T):
\[
R = \frac{Z_2 – Z_1}{Z_2 + Z_1}
\]
\[
T = \frac{2Z_1}{Z_2 + Z_1}
\]
ບ່ອນທີ່ \( Z_1 \) ແລະ \( Z_2 \) ແມ່ນຄວາມຕ້ານທານທາງສຽງຂອງສື່ທີໜຶ່ງ ແລະ ທີສອງຕາມລຳດັບ.
ການຕີຄວາມໝາຍຂອງຂໍ້ມູນການສະທ້ອນ
ຂໍ້ມູນການສະທ້ອນຂອງແຜ່ນດິນໄຫວໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວແມ່ນບັນທຶກໄວ້ໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງວັດແທກພູມສາດ ຫຼື ເຄື່ອງວັດແທກໄຮໂດຣໂຟນທີ່ວາງໄວ້ເທິງພື້ນດິນ ຫຼື ພື້ນທະເລ. ຂໍ້ມູນນີ້ຖືກປະມວນຜົນເພື່ອຜະລິດຮູບພາບທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ seismograms ຫຼື ພາກສ່ວນຂອງແຜ່ນດິນໄຫວ, ເຊິ່ງໃຫ້ຂໍ້ມູນລະອຽດກ່ຽວກັບໂຄງສ້າງໃຕ້ດິນ.
ເພື່ອປັບປຸງການຕີຄວາມ, ເຕັກນິກການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນເຊັ່ນ: ການເຄື່ອນຍ້າຍ ແລະ ການແຍກສ່ວນຂໍ້ມູນແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້. ການເຄື່ອນຍ້າຍແກ້ໄຂຕໍາແຫນ່ງຕົວຈິງຂອງຕົວສະທ້ອນແສງໃນພາກສ່ວນແຜ່ນດິນໄຫວ, ໃນຂະນະທີ່ການແຍກສ່ວນຂໍ້ມູນປັບປຸງຄວາມລະອຽດທາງດ້ານເວລາຂອງຂໍ້ມູນ.
ທິດສະດີການຫັກເຫຂອງແຜ່ນດິນໄຫວ
ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການຫັກເຫຂອງແຜ່ນດິນໄຫວເກີດຂຶ້ນເມື່ອຄື້ນແຜ່ນດິນໄຫວຜ່ານເຂດແດນລະຫວ່າງສອງຕົວກາງທີ່ມີຄວາມໄວຄື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊິ່ງປ່ຽນທິດທາງການແຜ່ກະຈາຍຂອງມັນ. ປະກົດການນີ້ຍັງໄດ້ຖືກອະທິບາຍໂດຍກົດໝາຍຂອງ Snell ເຊິ່ງລະບຸວ່າ:
\[
\frac{\sin\theta_1}{v_1} = \frac{\sin\theta_2}{v_2}
\]
ບ່ອນທີ່ \( \theta_1 \) ແລະ \( \theta_2 \) ແມ່ນມຸມຂອງການເກີດ ແລະ ການຫັກເຫ, ໃນຂະນະທີ່ \( v_1 \) ແລະ \( v_2 \) ແມ່ນຄວາມໄວຂອງຄື້ນໃນສື່ທີໜຶ່ງ ແລະ ທີສອງ, ຕາມລຳດັບ.
ການຫັກເຫວິກິດ
ການຫັກເຫວິກິດເກີດຂຶ້ນເມື່ອມຸມຕົກกระทบເປັນມຸມທີ່ມຸມຫັກເຫເຖິງ 90 ອົງສາ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂນີ້, ຄື້ນແຜ່ນດິນໄຫວຈະແຜ່ລາມໄປຕາມເຂດແດນລະຫວ່າງສອງຕົວກາງ. ມຸມຕົກกระทบນີ້ເອີ້ນວ່າມຸມວິກິດ (θc), ເຊິ່ງສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ດັ່ງນີ້:
\[
\sin\theta_c = \frac{v_1}{v_2} \quad (v_2 > v_1)
\]
ເວລາເດີນທາງ ແລະ ເສັ້ນໂຄ້ງເວລາເດີນທາງ
ໃນວິທີການຫັກເຫຂອງຄື້ນທີ່ສະທ້ອນຈາກແຜ່ນດິນໄຫວ, ເວລາເດີນທາງຂອງຄື້ນທີ່ຫັກເຫແມ່ນວັດແທກຢູ່ໃນໄລຍະທາງຕ່າງໆ (ການຊົດເຊີຍ) ຈາກແຫຼ່ງທີ່ມາຂອງຄື້ນທີ່ສະທ້ອນຈາກແຜ່ນດິນໄຫວ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຂໍ້ມູນນີ້ຈະຖືກສະແດງເປັນເສັ້ນໂຄ້ງເວລາເດີນທາງ, ເຊິ່ງໃຫ້ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບພື້ນຜິວໃຕ້ດິນ.
ຈາກເສັ້ນໂຄ້ງນີ້, ພວກເຮົາສາມາດຄິດໄລ່ຄວາມໄວ ແລະ ຄວາມເລິກຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນໄດ້. ສຳລັບຊັ້ນງ່າຍໆທີ່ມີສອງຕົວກາງ, ເວລາເດີນທາງ T ເປັນຟັງຊັນຂອງໄລຍະຊົດເຊີຍ X ແມ່ນໄດ້ມາຈາກ:
\[
T = T_0 + \frac{X}{V_{eff}}
\]
ບ່ອນທີ່ \( T_0 \) ແມ່ນເວລາເດີນທາງສູນ (ຊົດເຊີຍ), ແລະ \( V_{eff} \) ແມ່ນຄວາມໄວທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງຄື້ນແຜ່ນດິນໄຫວ.
ການນຳໃຊ້ໃນການສຳຫຼວດ ແລະ ການສຶກສາດ້ານທໍລະນີວິທະຍາ
ວິທີການຫັກເຫໄດ້ຖືກອອກແບບມາເພື່ອກຳນົດຄວາມໜາ ແລະ ຄວາມໄວຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນຕ່າງໆ, ຊ່ວຍໃນການລະບຸໂຄງສ້າງທາງທໍລະນີວິທະຍາເຊັ່ນ: ຮອຍພັບ, ຮອຍແຕກ, ແລະ ເສັ້ນຂວາງ. ວິທີການນີ້ຍັງໃຊ້ສຳລັບການສຶກສາທາງດ້ານທໍລະນີວິທະຍາ, ເຊັ່ນ: ການກຳນົດຄວາມເລິກເຖິງພື້ນຖານຂອງຫີນແຂງ ຫຼື ການກວດຈັບຊັ້ນນ້ຳໃຕ້ດິນ.
ໃນການສຳຫຼວດໄຮໂດຄາບອນ, ຂໍ້ມູນຈາກຂໍ້ມູນການສະທ້ອນຂອງແຜ່ນດິນໄຫວຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງແຜນທີ່ຂອງດັກໂຄງສ້າງ ແລະ ຊັ້ນຫີນທີ່ອາດຈະມີນໍ້າມັນ ຫຼື ອາຍແກັສ. ໂດຍການໃຊ້ເຕັກນິກການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນທີ່ກ້າວຫນ້າ, ຮູບພາບຄວາມລະອຽດສູງຂອງພື້ນຜິວໃຕ້ດິນສາມາດຖືກສ້າງຂຶ້ນໄດ້, ເຊິ່ງຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຄາດຄະເນສະຖານທີ່ຂອງອ່າງເກັບນໍ້າ.
ສະຫຼຸບ
ແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງທິດສະດີການຫັກເຫ ແລະ ການສະທ້ອນໃນວິສະວະກຳແຜ່ນດິນໄຫວສະໜອງຂອບການເຮັດວຽກທີ່ສຳຄັນສຳລັບການຕີຄວາມຂໍ້ມູນແຜ່ນດິນໄຫວ ແລະ ການສຳຫຼວດໂຄງສ້າງໃຕ້ດິນຂອງໂລກ. ຄວາມຮູ້ກ່ຽວກັບກົດໝາຍຂອງ Snell, ສຳປະສິດການສະທ້ອນ ແລະ ການສົ່ງຜ່ານ, ແລະ ວິທີການວິເຄາະເຊັ່ນ: ເສັ້ນໂຄ້ງເວລາເດີນທາງ ແລະ ພາກສ່ວນຂອງແຜ່ນດິນໄຫວແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບການເຂົ້າໃຈເຖິງອົງປະກອບ ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວຂອງທໍລະນີວິທະຍາໃຕ້ດິນ.
ໃນຂະນະທີ່ເຕັກໂນໂລຊີການປະມວນຜົນ ແລະ ເຄື່ອງຈັກວິເຄາະສືບຕໍ່ພັດທະນາ, ວິທີການວັດແທກແຜ່ນດິນໄຫວຈະຍັງຄົງເປັນເຄື່ອງມືທີ່ມີຄຸນຄ່າໃນດ້ານທໍລະນີຟີຊິກ, ການສຳຫຼວດໄຮໂດຄາບອນ ແລະ ການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດທີ່ກວ້າງຂວາງ.
