פיזיק דערקלערונג פון ערדציטערנישן

פיזיק דערקלערונג פון ערדציטערנישן

ערדציטערנישן זענען איינע פון ​​די מערסט אָפט דיסקוטירטע נאַטירלעכע דערשיינונגען צוליב זייער באַדייטנדיקן השפּעה אויף מענטשלעך לעבן. פֿון אַ פֿיזישער פּערספּעקטיוו, זענען ערדציטערנישן נישט פשוט "ערד-טרייסלען," נאָר גאַנץ דער רעזולטאַט פֿון דער באַפֿרײַונג פֿון עלאַסטישער ענערגיע וואָס איז אָנגעזאַמלט אין דער ערד-קוואַרטע. דער אַרטיקל דיסקוטירט ערדציטערנישן אין אַ צוטריטלעכער שפּראַך, בשעת זי בלייבט באַגרינדעט אין פֿיזישע קאָנצעפּטן ווי שפּאַנונג, שפּאַנונג, עלאַסטיסיטי, כוואַליעס, רעזאָנאַנץ און ענערגיע-פֿאַרשפּרייטונג.

1. די ערד אלס א דינאמישע מעכאנישע סיסטעם

פיזיש, קען מען קוקן אויף דער ערד ווי א ריזיקע מעכאנישע סיסטעם צוזאמענגעשטעלט פון שיכטן: דער קערן, דער מאנטל, און די קראסט. די ערד'ס קראסט איז צעבראכן אין טעקטאנישע פלאטעס וואס "שווימען" אויף דער מער פלאסטישער אויבערשטער מאנטל שיכט (די אסטענאספערע). די פלאטעס באוועגן זיך שטייטלעך - געווענליך נאר א פאר סענטימעטער פער יאר - אבער די שטייטע באוועגונג שאפט ריזיגע כוחות צוליב די פלאטעס' מאסע און די גרויסע קאנטאקט שטח.

די באַוועגונג פון טעקטאָנישע פּלאַטעס טריגערט די אַקומולאַציע פון ​​דרוק ביי פּלאַטעס גרענעצן אָדער פעלערן אין דער קרוסט. ווען די אַקומולירטע דרוק איז גרעסער ווי די קעגנשטאַנד פון דעם שטיין, פּאַסירט אַ פּלוצעמדיקע ריס אָדער פֿאַרשייבונג. די פּלוצעמדיקע פֿאַרשייבונג איז וואָס מיר פילן ווי אַן ערדציטערניש.

2. דרוק, שפּאַנונג, און עלאַסטישע ענערגיע

צוויי גרונטלעכע פיזיק קאנצעפטן וואָס זענען זייער וויכטיק פֿאַר פֿאַרשטיין ערדציטערנישן זענען דרוק און שפּאַנונג.

– שפּאַנונג איז די קראַפט פּער איינהייט שטח וואָס ווירקט אויף אַ מאַטעריאַל, איר איינהייט איז פּאַסקאַל (Pa).
– שפּאַנונג איז די רעלאַטיווע ענדערונג אין פאָרעם אָדער לענג רעכט צו דרוק (אָן איינסן).

שטיינער אין דער ערד'ס קראסט קענען זיין עלאַסטיש מיט דער צייט: זיי דעפאָרמירן ווען מען לייגט אַ קראַפט און טוישן זיך טיילווייז ווען מען נעמט אַוועק די קראַפט. ווען די פּלאַטעס רירן זיך, דערפאַרן שטיינער אַרום פלאָטן שפּאַנונג. מעכאַנישע ענערגיע ווערט געשפּאָרן ווי עלאַסטישע ענערגיע, ענלעך צו אַ געשטרעקטער גומע באַנד אָדער אַ צוזאַמענגעפּרעסטע פֿעדער.

פשוט געזאגט, די אויפגעהיטע עלאַסטישע ענערגיע וואקסט מיט דער וואקסנדיקער שפּאַנונג. ווען אַ שטיין'ס עלאַסטישער גרענעץ ווערט איבערגעשטיגן, קען עס מער נישט אויסהאַלטן דעם שפּאַנונג; עס פּאַסירט אַ דורכפאַל (בראָך) אָדער אַ גליטש אויפן שאָדן-פלאַך. אין יענעם מאָמענט ווערט די עלאַסטישע ענערגיע פּלוצעם באַפֿרײַט אין דער פֿאָרעם פֿון סייזמישע כוואַליעס, רייַבונג-היץ, און שטענדיקע דעפֿאָרמאַציע.

3. חסרונות, רייבונגס-קראפטן, און דער "שטעקן-גליטשן" מאָדעל

איין פיזיק מאָדעל וואָס ווערט אָפט גענוצט צו דערקלערן ערדציטערנישן איז שטעקן-גליטשן. שטעלט זיך פאר צוויי בלאָקן וואָס דריקן זיך איינער קעגן דעם אַנדערן מיט רייַבונג. ווען מען שטופּט זיי לייכט, רירן זיך די בלאָקן נישט גלייך ווייל זיי ווערן צוריקגעהאַלטן דורך סטאַטישע רייַבונג (שטעקן). די שטופּ-קראַפט פאָרזעצט צו וואַקסן ביז עס איבערשטייגט די מאַקסימום סטאַטישע רייַבונג לימיט, און די בלאָקן גליטשן זיך דעמאָלט שנעל (גליטשן), וואָס פּראָדוצירט ווייבריישאַנז.

ביי א פאָלט, פארשליסן זיך שטיין-איבערפלאַכן צוזאַמען צוליב גראָבקייט און ריזיקע נאָרמאַלע שפּאַנונגען. די פּלאַטעס פאָרזעצן צו רירן זיך, אָבער דער פאָלט קען בלייבן "פארשלאסן" פאר צענדליקער ביז הונדערטער יאָרן. ווען ער ברעכט זיך ענדלעך פריי, פאסירט א שנעלע גליטש אין סעקונדעס ביז מינוטן. דער שנעלער גליטש שטראַלט אויס ענערגיע ווי סייזמישע כוואַליעס.

4. פאָקוס, עפּיצענטער, און סייזמיש מאָמענט

די ערשטע לאקאציע פון ​​דער ענערגיע-פרייַלאָז ווערט גערופן דער היפּאָצענטער אדער פאָקוס, וואָס איז דער פּונקט אונטער דער ייבערפלאַך וואו דער שולד הייבט זיך אָן צו באַוועגן. דער פּונקט אויף דער ערד'ס ייבערפלאַך גלייך העכער דעם פאָקוס ווערט גערופן דער עפּיצענטער. כאָטש דער עפּיצענטער ווערט אָפט דערמאָנט אין די נייעס, איז דער פאָקוס וויכטיקער פיזיש ווייל די טיפקייט פון דעם פאָקוס אַפעקטירט די פאַרשפּרייטונג פון ענערגיע און די מאָס פון שאָדן.

צו מעסטן די "גרייס" פון אן ערדציטערניש פיזיש, ניצן וויסנשאפטלער דעם קאנצעפט פון סייזמישן מאמענט, וואס איז פארבונדן מיט:
– די שטח פון דער שולד-פלאך וואס האט זיך גערוקט,
– דורכשניטלעכע פארשייבונג (גליטש)
– שטיין שטייפקייט.

סייזמישער מאָמענט איז די באַזע פון ​​מאָדערנע מאַגניטוד סקאַלעס (למשל, Mw). אין עיקר, מאַגניטוד איז נישט נאָר וועגן "ווי פיל עס פילט זיך," נאָר ווי פיל מעכאַנישע ענערגיע איז ינוואַלווד אין דעם ריס פּראָצעס.

5. סייזמישע כוואַליעס: פּ, ס, און ייבערפלאַך כוואַליעס

ערדציטערניש ענערגיע פארשפרייט זיך ווי סייזמישע כוואליעס. אין כוואליע פיזיק, זענען די ענלעך צו כוואליעס אין אן עלאַסטישן מיטל, אבער מיט וועריאציעס אין טיפ צוליב דעם דריי-דימענסיאנעלן נאטור פון דעם שטיין.

1. פּ כוואַליע (פּרימערי כוואַליע)
די כוואַליעס זענען לענגלעך (קאָמפּרעסיע-עקספּאַנסיע), ווי קלאַנג כוואַליעס. זיי רייזן די שנעלסטע און דעריבער קומען זיי אָן צום סייזמאָגראַף ערשטער. פּ כוואַליעס קענען רייזן דורך האַרטע מאַטעריאַלן און פליסיקייטן.

2. ס כוואַליע (סעקונדערע כוואַליע)
טראַנסווערס (שער) כוואַליעס זענען שטייטער ווי פּ כוואַליעס. ס כוואַליעס רייזן נאָר דורך סאָלידס, ווײַל פליסיקייטן קענען נישט עפֿעקטיוו אַנטקעגנשטעלן שער שפּאַנונג. דער פאַקט איז קריטיש אין באַווײַזן אַז דער ערד'ס אויסערן קערן איז פליסיק.

3. אויבערפלאַך כוואַליעס (לאָווע און ריילי)
די כוואַליעס רייזן לעבן דער ערד'ס ייבערפלאַך און פאַרשאַפן אָפט די מערסטע שאָדן ווייַל זייער אַמפּליטוד קען זיין הויך און זייער געדויער לאַנג. ייבערפלאַך כוואַליעס קענען אַרויסרופן קאָמפּלעקסע ערד באַוועגונגען: זייטווייז, כוואַליעס און ראָולינג.

כוואַליע גיכקייט דעפּענדס אויף די אייגנשאַפטן פון דעם מיטל: געדיכטקייט, עלאַסטישער מאָדולוס, און געאָלאָגישער סטרוקטור. דעריבער, קענען צוויי פֿאַרשידענע לאָקאַציעס דערפֿאַרן פֿאַרשידענע ציטערנישן, אפילו אויב זיי זענען די זעלבע דיסטאַנץ פֿון דעם עפּיצענטער.

6. רעזאָנאַנץ און פארוואס בנינים קענען צוזאמפאלן

אין פיזיק, האט א סיסטעם א נאטירלעכע פרעקווענץ. געביידעס זענען נישט אנדערש. ווען ערדציטערניש כוואליעס קומען אן ביי א פרעקווענץ נאנט צו א געביידע'ס נאטירלעכער פרעקווענץ, קען רעזאנאנץ פאסירן, א באדייטנדיקע פארגרעסערונג אין די וויבראציע אמפליטודע. די רעזאנאנץ קען פארערגערן שאדן, ספעציעל אין געביידעס וואס זענען נישט געמאכט צו אויסהאלטן ערדציטערנישן.

חוץ רעזאָנאַנץ, זענען אַנדערע וויכטיקע פאַקטאָרן:
– די געדויער פון דעם ערדציטערניש (וואָס לענגער עס איז, אַלץ גרעסער די ענערגיע וואָס גייט אַרײַן אין דער סטרוקטור),
– מאַקסימום ערד אַקסעלעראַציע,
– מאַטעריאַל קוואַליטעט און סטרוקטורעל פּלאַן (למשל, בייַזייַן פון שער ווענט, מאָמענט ראַמען, באַזע איזאָלאַטאָרן),
– באָדן באדינגונגען.

ווייכע באָדנס ווי אלווויאַלע דעפּאָזיטן קענען פֿאַרשטאַרקן ווייבריישאַנז (פּלאַץ פֿאַרשטאַרקונג), ווען די כוואַליעס פאַרלאַנגזאַמען זיך און זייער אַמפּליטוד וואַקסט. דאָס איז ענלעך צו ווי וואַסער כוואַליעס שטייגן ווען זיי אַרייַן אין פּליטקע וואַסער.

7. פֿאַרפלייצונג: ווען דער באָדן "פֿאַרלירט שטאַרקייט"

פֿאַרפליסיקונג איז אַן אינטערעסאַנט בייַשפּיל פֿון ווי די פֿיזיק פֿון גראַנולאַרע מאַטעריאַלן שפּילט אַ ראָלע. אין וואַסער-געזעטיקטער זאַמדיקער ערד, קענען ערדציטערניש-וויבראַציעס פֿאַרגרעסערן דעם וואַסער-דרוק אין די פּאָרן, וואָס פֿאַראורזאַכט אַז די זאַמד-קערלעך זאָלן פֿאַרלירן דעם עפֿעקטיוון קאָנטאַקט איינער מיטן אַנדערן. דער רעזולטאַט איז אַז דער באָדן פֿירט זיך ווי אַ פֿליסיקייט: געביידעס קענען זיך בייגן, זינקען אָדער זיך פֿאַררוקן. פֿאַרפליסיקונג פּאַסירט נישט ווײַל דער באָדן ווערט וואַסער, נאָר ווײַל דער עפֿעקטיווער דרוק וואָס האַלט די קערל-סטרוקטור צוזאַמען ווערט פֿאַרקלענערט.

8. צונאַמי אלס א רעזולטאט פון פליסיק מעכאניק

געוויסע אונטערוואסער ערדציטערנישן קענען אויסרופן צונאמיס אויב זיי פאראורזאכן א באדייטנדיקע ווערטיקאלע פארשיבונג פונעם ים-דנאָ. פיזיש, איז א צונאמי א לאנגע כוואליע אין אקעאן, מיט א כוואליע-לענג פון הונדערטער קילאָמעטער. אין טיפן אקעאן, איז איר אמפליטודע קליין גענוג צו ווערן לייכט דעטעקטירט, אבער איר שנעלקייט איז זייער הויך (קען זיין הונדערטער קילאָמעטער/שעה). ווען זי נענטערט זיך צום ברעג, פארקלענערט זיך די טיפקייט, די שנעלקייט פארקלענערט זיך, און די ענערגיע בויט זיך אויף, וואס פאראורזאכט אז די כוואליע-הייך זאל דראמאטיש פארגרעסערט ווערן.

9. מעסטן און מאָדעלירן ערדציטערנישן: סייזמאָגראַפֿן און ינווערסיע פֿיזיק

ערדציטערנישן ווערן רעקאָרדירט ​​דורך סייזמאָגראַפֿן, אינסטרומענטן וואָס דעטעקטירן ערד ווייבריישאַנז. זייער אַרבעט פּרינציפּ איז באַזירט אויף אינערציע: מאַסן טענד צו האַלטן זייער צושטאַנד פון באַוועגונג ווען דער באָדן באַוועגט זיך. סייזמאָגראַף דאַטן ווערן דאַן אַנאַליזירט צו באַשטימען די ערדציטערניש'ס אָרט, טיפקייט, שולד מעקאַניזאַם, און מאַגניטוד אָפּשאַצונג.

אין מאָדערנער געאָפיזיק, ווערן אינווערסיע טעכניקן גענוצט: פֿון רעקאָרדירטע כוואַליע סיגנאַלן, "אינווערטירן" וויסנשאַפֿטלער די פֿיזיק פּראָבלעם צו אָפּשאַצן ערדציטערניש קוועלער און אונטערערדישע סטרוקטורן. דאָס קאָמבינירט כוואַליע גלייכונגען, עלאַסטיסיטי טעאָריע, און נומערישע קאַמפּיוטיישאַן.

10. מסקנא: ערדציטערנישן אלס א לעקציע וועגן ענערגיע און כוואליעס

פֿון אַ פֿיזיקער פּערספּעקטיוו, איז אַן ערדציטערניש די פֿרײַלאָז פֿון געשפּאָרענע עלאַסטישע ענערגיע צוליב דעפֿאָרמאַציע פֿון דער ערד'ס קרוסט. די ענערגיע ווערט פֿאַרוואַנדלט אין סייזמישע כוואַליעס וואָס פֿאַרשפּרייטן זיך דורך פֿאַרשידענע מעדיע, אינטעראַקטירן מיט געאָלאָגישע סטרוקטורן, און ווירקן אויף געביידעס דורך ווייבריישאַנז, רעזאָנאַנץ, און ערד-אַקסעלעראַציע. פֿאַרשטיין ערדציטערניש פֿיזיק איז מער ווי נאָר אַקאַדעמישע וויסן: עס גיט אַ וויכטיקע יסוד פֿאַר קאַטאַסטראָפֿע-פֿאַרמינדערונג, ראַימישע פּלאַנירונג, און זיכערער געביידעס-פּלאַן.

דורך פיזיק, פארשטייען מיר אז ערדציטערנישן קען נישט פארמיטן ווערן, אבער זייער ריזיקע קען פארקלענערט ווערן. וואס בעסער מיר פארשטייען ווי די ערד האלט און באפרייט ענערגיע, אלץ בעסער זענען מיר צוגעגרייט צו לעבן צוזאמען מיט די דינאמיק פון א שטענדיג-פארענדערלעכן פלאנעט.