Введение в геометрическую сейсмику

Геометрическая сейсмика – это обширная область теории распространения сейсмических волн, в которой широко используются такие фундаментальные геометрические понятия, как лучи и фронты. Строго говоря, оба объекта идеальны по своей природе. Они привнесены человеческим сознанием в целях интерпретации явлений, наблюдаемых при распространении колебаний различной физической природы: электромагнитных, звуковых и упругих. Поэтому в точности они описывают распространение идеальных объектов. Широко распространена интерпретация геометрических законов распространения волн с позиции высокочастотной асимптотики решений волновых уравнений.

В данном пособии принята несколько иная, хотя математически эквивалентная, интерпретация, в которой лучи и фронты связываются с распространением разрывов (скачков производных) решений уравнений гиперболического типа. Исторически сложились различные подходы как к обоснованию геометрических законов распространения волн, так и к способам их развития. Автор поставил перед собой задачу охватить практически все использовавшиеся подходы и показать их взаимоотношение. В частности, лучи рассматриваются и в рамках гамильтонова формализма, и как следствие принципа Ферма, и как геодезические метрических пространств. Большое место уделено исследованию аналитических решений системы уравнений луча для моделей сред, которые уже находят или могут найти широкое практическое применение.

Настоящее пособие ориентировано на магистрантов-геофизиков университетов, но может служить источником информации и для более широкого круга студентов и специалистов, интересующихся теорией распространения волн.