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Wellenausbreitung

 
     
  in der Seismologie die Ausbreitung elastischer Wellen zur Untersuchung des Untergrunds ausgenutzt. An dem einfachen Fall einer Schicht über einem nach unten ausgedehnten sog. Halbraum werden die wichtigsten Grössen bei der Beobachtung seismischer Wellen illustriert. Die Abb. enthält Laufzeitkurven der wichtigsten Wellentypen: Die direkte Welle ist die Welle, die von der Quelle zum Empfänger mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der ersten Schicht läuft. Die Reflexionen von der Schichtgrenze bilden eine Laufzeithyperbel, die sich asymptotisch dem Laufzeitast der direkten Welle nähert. Trifft, die Reflexion unter dem kritischen Winkel ic (sin ic=v1/v2,


bei v1 < v2) auf die Grenzfläche, so tritt Totalreflexion auf. Diese Reflexion wird bei der kritischen Entfernung Xc registriert. Reflexionen, die grössere Einfallswinkel haben und bei grösseren Entfernungen auftauchen, werden überkritisch genannt. Ab der kritischen Entfernung breitet sich die sog. Kopfwelle oder refraktierte Welle aus, die sich entlang der Grenzfläche mit der Geschwindigkeit des Refraktors v2 ausbreitet und unter dem kritischen Winkel nach oben abgestrahlt wird. Jenseits der Überholentfernung trifft die Kopfwelle als Ersteinsatz ein und kann daher mit grösserer Sicherheit identifiziert und ausgewertet werden. Der Luftschall wird durch nahezu alle seismischen Energiequellen erzeugt und breitet sich mit der Schallgeschwindigkeit aus. Oberflächenwellen, die an die spannungsfreie Erdoberfläche gebunden sind, zeigen eine geringere Amplitudenabnahme mit zunehmender Entfernung als die Raumwellen, die durch das Erdinnere laufen. Daher stören diese Oberflächenwellen bei der Beobachtung von reflektierten und refraktierten Wellen.

WellenausbreitungWellenausbreitung: Die Laufzeitkurven der Wellen, die in der angewandten Seismik verwendet werden, sind in diesem Diagram für ein einfaches Modell dargestellt (Wellengeschwindigkeiten in der ersten Schicht v1=1500 m/s, im Halbraum v2=2500 m/s, der Oberflächenwelle 800 m/s, des Luftschalls 333 m/s; Mächtigkeit der Schicht 15 m)
 
 

 

 

 
 
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