Поперечные волны: от регистрации до интерпретации. Краткий курс лекций для высших учебных заведений

Геофизики-разведчики могут считать, что история поперечных волн началась, когда их стали использовать при поисках нефти. Фактически, этому «историческому» периоду предшествуют три «доисторические» эпохи:

•    Эпоха физиков и математиков

•    Эпоха инженеров-сейсмологов

•    Эпоха инженеров-строителей

Трехкомпонентные (3C) данные регистрировались с конца 19-го столетия, в частности, для опре-деления причины и координат землетрясений. Олдхэм (Oldham) был первым, кто в 1897 году идентифицировал первичные, вторичные и поверхностные волны на полевых данных.На типичной записи (рис.1.B.1) хорошо видны основные элементы, которые определяют анализ: сначала на трех компонентах появляется вступление первичной волны (P) – на вертикальной составляющей его амплитуда несколько выше; затем появляется вторичная волна (S). Она распространяется медленнее, характеризуется очень высокой энергией и намного интенсивнее на горизонтальных компонентах, нежели на вертикальных. Точный анализ непрост, поскольку имеет место наложение нескольких типов волн, включая кратные, преломленные, обменные вол-ны и их сочетания. Однако установлен основной факт: поперечные волны не распространяются от источника до другой стороны Земли, тогда как P-волны распространяются.Если говорить точнее, и рассматривать угол между вертикалями, проведенными из источника и точек регистрации, энергия поперечных волн обращается в нуль при апертуре, близкой к 105° (рис.1.B.2). Затем было предсказано существование жидкой среды на некоторой глубине. углубленный анализ записей при возрастающем расстоянии от источника позволил сейсмологам определить мощность твердой мантии и радиус твердого ядра Земли путем интерпретации графика скорости на рис.1.B.3. Эти величины, которые сейчас можно найти в курсе лекций любой высшей школы, являются результатом первых трехкомпонентных наблюдений, для регистрации, обработки и интерпретации которых потребовалось около 25 лет.