Awọn ipilẹ ti Refraction ati Reflection ninu Seismology
Ẹ̀kọ́ nípa ìjì ilẹ̀, ìkẹ́kọ̀ọ́ nípa ìjì ilẹ̀ tí ó ń rìn káàkiri ayé, jẹ́ pàtàkì fún òye wa nípa ìṣètò inú ayé. Láàrín àwọn ìlànà pàtàkì nínú ẹ̀ka yìí ni ìfàmọ́ra àti ìṣàfihàn, àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ tí ó ní ipa lórí bí ìjì ilẹ̀ ṣe ń tàn kálẹ̀ nípasẹ̀ onírúurú ohun èlò ilẹ̀ ayé. Mímú àwọn ìpìlẹ̀ wọ̀nyí fúnni ní òye nípa àwọn ìjì ilẹ̀ ayé àti ìrànlọ́wọ́ nínú àwọn ohun èlò tí ó wúlò bíi ìwádìí àwọn ohun èlò àti ìwádìí ìjì ilẹ̀.
Lílóye Àwọn Ìgbì Omi Ìjì
Àwọn ìgbì omi ilẹ̀, tí àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ àdánidá bí ìsẹ̀lẹ̀ ilẹ̀ tàbí àwọn orísun àtọwọ́dá bí ìbúgbàù tí a ṣàkóso ń mú jáde, máa ń rìn gba inú àwọn ìpele ayé. Àwọn ìgbì omi wọ̀nyí ni a pín sí oríṣiríṣi sí oríṣiríṣi ìgbì omi ara (ìgbì P àti ìgbì S) àti oríṣiríṣi ìgbì omi ojú ilẹ̀ (ìgbì Rayleigh àti Ìfẹ́).
– Àwọn ìgbì P (Àwọn ìgbì àkọ́kọ́) jẹ́ àwọn ìgbì ìfúnpọ̀ tí ó ń yára rìn láàárín àwọn ohun líle àti omi.
– Àwọn ìgbì S (àwọn ìgbì kejì) jẹ́ àwọn ìgbì ìgbì tí ó ń rìn kiri nínú àwọn ohun líle nìkan, tí ó ń gbé ilẹ̀ ní ìtòsí sí ibi tí wọ́n ń gbé e kalẹ̀.
– Àwọn ìgbì omi ojú ilẹ̀ máa ń rìn ní ìta ilẹ̀ ayé, wọ́n sì sábà máa ń fa ìgbọ̀n ilẹ̀ tó lágbára nítorí bí wọ́n ṣe pọ̀ tó.
Àwọn Ìlànà Ìrònú
Àròjinlẹ̀ máa ń wáyé nígbà tí ìgbì ilẹ̀ ríri bá pàdé ààlà láàárín àwọn ohun èlò tí ó ní oríṣiríṣi iyàrá ìjì. Agbára ìgbì náà máa ń padà sí ojú ilẹ̀ díẹ̀, a sì máa ń gbé e jáde láti inú ohun èlò tuntun náà. Òfin Snell kó ipa pàtàkì nínú pípinnu ìṣe ìgbì tí ó ń yípadà.
A ṣe àfihàn òfin Snell ní ṣókí gẹ́gẹ́ bí:
\[ \frac{\sin \theta_1}{V_1} = \frac{\sin \theta_2}{V_2} \]
nibi ti:
– \(\theta_1\) ni igun iṣẹlẹ,
– \(\theta_2\) ni igun afihan,
– \(V_1\) àti \(V_2\) ni iyàrá ìsẹ̀lẹ̀ ilẹ̀ tó ń lọ sílẹ̀ nínú àwọn ìròyìn tó yẹ.
Fún àwọn ìgbì omi tí ó ń lu ààlà ní igun ọ̀tún (ìṣẹ̀lẹ̀ déédé), ìṣàfihàn náà rọrùn. Igun ìṣẹ̀lẹ̀ náà dọ́gba pẹ̀lú igun ìṣàfihàn, àti ìṣàfihàn náà ń pinnu iye agbára ìgbì náà tí a fi hàn ní ìfiwéra pẹ̀lú ìfọ́síwájú. Ìṣàfihàn yìí sinmi lórí àwọn ìdènà acoustic ti àwọn media méjèèjì:
\[ R = \ frac {Z_2 – Z_1}{Z_2 + Z_1} \]
níbi tí \(Z_1\) àti \(Z_2\) jẹ́ àwọn ìdènà acoustic (ìwọ̀n tí a fi iyara ilẹ̀ sẹ̀) pọ̀ sí i ti àwọn ìpele kọ̀ọ̀kan.
Àwọn Ìlànà Ìyípadà
Ìyípadà ìyípadà náà ṣàlàyé bí ìgbì ilẹ̀ ṣe ń tẹ̀ sí bí ó ṣe ń yípadà láti àárín kan sí òmíràn pẹ̀lú iyàrá ìjì ilẹ̀ tó yàtọ̀. Ìyípadà yìí ń wáyé nítorí ìyípadà nínú iyàrá ìjì ní ojú ọ̀nà. Lẹ́ẹ̀kan sí i, Òfin Snell ń ṣàkóso ìwà ìyípadà ìjì ilẹ̀.
Tí ìgbì omi bá dé ààlà ní igun èyíkéyìí tí kò ju ìwọ̀n 90 lọ, apá kan lára àwọn ìfàsẹ́yìn agbára sinmi lórí iyàrá ìsẹ̀lẹ̀ ti àárín gbùngbùn náà. Tí àárín gbùngbùn kejì bá ní iyàrá ìsẹ̀lẹ̀ gíga, ìgbì omi náà yóò kúrò ní ìbámu, yóò sì tẹ̀ sí ìbámu pẹ̀lú iyàrá ìsẹ̀lẹ̀ tí ó kéré sí i.
Ọ̀ràn pàtàkì kan, tí a mọ̀ sí critical refraction, máa ń ṣẹlẹ̀ nígbà tí igun ìṣẹ̀lẹ̀ bá yọrí sí ìgbì omi tí a ti yọ kúrò tí ó ń rìn ní ààlà, igun kan tí a ń pè ní critical angle. Ìgbì omi tí a ti yọ kúrò gidigidi máa ń tan agbára padà sí ojú ilẹ̀, ó sì máa ń farahàn bí ìgbì orí.
Ọ̀nà Ìfàmọ́ra Ìjìnlẹ̀
Ọ̀nà ìfàmọ́ra ilẹ̀ ríri ń lo àwọn ìlànà wọ̀nyí láti mọ àwọn ìrísí ilẹ̀ ríri. Àwọn geophones tí a gbé kalẹ̀ ní ìlà kan ni a ń ṣẹ̀dá àti gbà sílẹ̀ àwọn ìgbì ilẹ̀ ríri. Nípa ṣíṣàyẹ̀wò àwọn ìlà ìrìn-àjò, èyí tí ó dúró fún àkókò tí àwọn ìgbì omi gbà láti rìn láti orísun sí àwọn geophones, àwọn onímọ̀ nípa ilẹ̀ ríri ń pinnu iyàrá àti jíjìn ilẹ̀ ní ìsàlẹ̀ ilẹ̀.
Dátà àkókò ìrìnàjò sábà máa ń fi àwọn ẹ̀ka ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ hàn:
– Fún àwọn ìjìnnà tó súnmọ́ orísun, àwọn ìdè tààrà láti orí ìpele ojú ilẹ̀ ló máa ń jẹ́ olórí.
– Àwọn ìjìnnà àárín máa ń fi àwọn ìgbì omi tí ó ti yọ́ jáde láti inú àwọn ìpele jíjìn hàn.
– Ní ìta tí ó jìnnà síta, àwọn ìgbì omi tí ó ní ìfàsẹ́yìn gidigidi máa ń farahàn nítorí ìrìn àjò agbára wọn tí ó gbéṣẹ́.
Ọ̀nà Ìṣàfihàn Ilẹ̀ Rírì
Ṣíṣe àyẹ̀wò ìṣàfihàn ilẹ̀ jẹ́ ọ̀nà tó lágbára láti ṣe àfihàn àwọn ìrísí ilẹ̀ ní kúlẹ̀kúlẹ̀ ju ọ̀nà ìfàmọ́ra lọ. Ó ní nínú ṣíṣe àwọn ìgbì ilẹ̀ ríri àti gbígbà àwọn ìgbì tí ó farahàn tí ó ń padà láti oríṣiríṣi ìsopọ̀ ilẹ̀ ríri. A ń rí àwọn ìwádìí gíga nípa ṣíṣe àgbékalẹ̀ àwọn ìyípadà láti oríṣiríṣi ìjìnlẹ̀ láti kọ́ àwòrán àwọn ìpele ilẹ̀ ríri.
Ìmọ̀ nípa ìjìnlẹ̀ àròjinlẹ̀ (Reflection seismology) ń lo àwọn ọ̀nà ìjìnlẹ̀ àròjinlẹ̀ (CDP), níbi tí ọ̀pọ̀lọpọ̀ orísun ìjìnlẹ̀ àròjinlẹ̀ àti àwọn geophones ti ń kó àwọn ìwífún tí kò ṣe pàtàkì jọ fún ojú ìsàlẹ̀ kọ̀ọ̀kan. Ìjìnlẹ̀ àròjinlẹ̀ yìí ń ṣe àtúnṣe fún ariwo ó sì ń mú kí ìmọ́lẹ̀ àmì pọ̀ sí i, ó ń ṣe àwòrán ilẹ̀ tó ṣe kedere èyí tí ó ṣe pàtàkì nínú ìwádìí hydrocarbon, àwòrán ilẹ̀, àti ìkẹ́kọ̀ọ́ agbègbè àbùkù.
Àwọn Ohun Èlò Nínú Ẹ̀kọ́ Ìṣẹ̀lẹ̀ Ilẹ̀
Oye ti refraction ati reflection ṣe pataki fun ọpọlọpọ awọn ohun elo to wulo:
– Ìmọ̀ nípa Ìsẹ̀lẹ̀ Ìsẹ̀lẹ̀: Ṣíṣe àkíyèsí ìtànkálẹ̀ ìgbì ilẹ̀ ríri ń jẹ́ kí a lè mọ àwọn orísun ìsẹ̀lẹ̀, àwọn ìṣètò àbùkù, àti ìwà ìsẹ̀lẹ̀ ilẹ̀ ríri.
– Ìwádìí Àkójọpọ̀ Ohun Èlò: Ìwádìí ìjìnlẹ̀ jẹ́ pàtàkì nínú ìwádìí epo àti gáàsì, ó ń fi àwọn ìdẹkùn epo, àwọn ànímọ́ ìrísí, àti àwọn ibi ìpamọ́ tó ṣeé ṣe hàn.
– Ìwádìí Ẹ̀rọ àti Àyíká: Àwọn ìwádìí ilẹ̀ ríri ń sọ fún àwọn iṣẹ́ àgbékalẹ̀, àwọn ìkẹ́kọ̀ọ́ omi inú ilẹ̀, àti àwọn ìṣàyẹ̀wò ilẹ̀, èyí tí ó ń rí i dájú pé ìdàgbàsókè kò léwu àti èyí tí ó gbéṣẹ́.
– Ìmọ̀ nípa Òkè Afẹ́fẹ́: Àwọn ọ̀nà ìjìnlẹ̀ ń ran àwọn ènìyàn lọ́wọ́ láti yàwòrán àwọn yàrá magma, láti fi ìyàtọ̀ hàn láàárín àwọn àpáta òkè ayọnáyèéfín, àti láti máa ṣe àkíyèsí ìgbòkègbodò òkè ayọnáyèéfín.
ipari
Àwọn ìpìlẹ̀ ìfàmọ́ra àti ìṣàfihàn nínú ìmọ̀ ìjìnlẹ̀ ilẹ̀ jẹ́ ìpìlẹ̀ fún òye àwọn ohun tí ó wà nínú ayé. Ìmọ̀ àwọn ìlànà wọ̀nyí mú kí a lo àwọn ọ̀nà ìjìnlẹ̀ ilẹ̀ káàkiri onírúurú ẹ̀ka ẹ̀kọ́, láti dín àjálù àdánidá kù sí yíyọ àwọn ohun àdánidá kúrò. Nípa ṣíṣe àtúnṣe àwọn ọ̀nà ìjìnlẹ̀ ilẹ̀ wọ̀nyí nígbà gbogbo, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì àti onímọ̀ ẹ̀rọ lè tú àwọn ìtàn ilẹ̀ tó díjú tí a kọ sí abẹ́ ẹsẹ̀ wa.
