P dalgası

Düzlem P dalgası

P dalgasının yayılmasının 2B ızgarada temsili (deneysel şekil)

AP dalgası (birincil dalga veya basınç dalgası), sismolojide sismik dalgalar olarak adlandırılan iki ana elastik cisim dalgasından biridir. P dalgaları diğer sismik dalgalardan daha hızlı hareket eder ve bu nedenle bir depremden etkilenen herhangi bir yere veya bir sismografa ulaşan ilk sinyaldir. P dalgaları gazlar, sıvılar veya katılar yoluyla iletilebilir.

Dünya'daki sismik dalgalar

Derinliğe karşı Dünya'daki sismik dalgaların hızı Dış çekirdekteki önemsiz S-dalgası hızı, sıvı olduğu için oluşurken, katı iç çekirdekte S-dalgası hızı sıfır değildir.

Birincil ve ikincil dalgalar, Dünya içinde dolaşan vücut dalgalarıdır. Dünya'nın iç yapısını araştırmak için Dünya'daki hem P hem de S dalgalarının hareketi ve davranışı izlenir. Derinliğin bir fonksiyonu olarak hızdaki süreksizlikler, faz veya bileşimdeki değişikliklerin göstergesidir. Deprem gibi sismik bir olayda dalgaların farklı yollar izlemesi sonucu ortaya çıkan dalgaların geliş zamanlarındaki farklılıklar, Dünya'nın iç yapısının haritalanmasını sağlar.

P dalgası gölge bölgesi

P dalgası gölge bölgesi (USGS'den)

Dünyanın derin iç yapısının neredeyse tüm bilgileri, sismik cisim dalgalarının seyahat süreleri, yansımaları, kırılmaları ve faz geçişlerine ilişkin gözlemlerinden elde edilir. P dalgaları, Dünyanın iç kısmının sıvı katmanları boyunca hareket eder ve yine de yarı katı manto ile sıvı dış çekirdeğin iç yapısı arasındaki geçişten geçerken hafifçe kırılırlar.

Sonuçta, ilk P dalgaları sismograflara kaydedilmediği depremin odağından 103° ile 142° arasında bir P dalgasının "gölge bölgesi" vardır. Aksine, S dalgaları sıvılardan geçmez.

Deprem uyarısı

Önceden deprem uyarısı, yıkıcı ikincil ve Rayleigh dalgalarından daha hızlı hareket eden ve yerkabuğunda daha hızlı hareket eden yıkıcı olmayan birincil dalgaları tespit ederek mümkündür.

Uyarı miktarı, 2011 Tohoku depremi gibi derin, uzak, büyük depremler için genellikle saniye mertebesinde yaklaşık 60 ila 90 saniyeye kadar sürebilen P dalgası ile diğer yıkıcı dalgaların gelişi arasındaki gecikmeye bağlıdır. Uyarının etkinliği, P dalgalarının doğru şekilde algılanmasına ve yerel faaliyetlerin (kamyonlar veya inşaat gibi) neden olduğu yer titreşimlerinin bastırılmasına bağlıdır. Deprem uyarı sistemlerini, uyarılar vermek, asansörleri en yakın katlarda durdurma ve tesisleri kapatma gibi acil güvenlik eylemlerine imkan verecek şekilde otomatikleştirilebilir.

Yayılma

Hız

İzotropik ve homojen katılarda, P dalgası düz bir çizgide boyuna hareket eder; böylece katıdaki parçacıklar dalga enerjisinin yayılma ekseni (hareket yönü) boyunca titreşir. Bu tür ortamdaki P dalgalarının hızı şu şekilde verilir:

$$v_{\mathrm {p} }\;=\;{\sqrt {\frac {\,K+{\tfrac {4}{3}}\mu \;}{\rho }}}\;=\;{\sqrt {\frac {\,\lambda +2\mu \;}{\rho }}}$$

burada K, kütle modülü'dür (sıkıştırılamazlık modülü), μ, kesme modülü'dür (rijitlik modülü, bazen G ve ikinci Lamé parametresi de denir), ρ, dalganın yayıldığı malzemenin yoğunluğu'dur ve λ ilk Lamé parametresidir.

Dünyanın iç kısmındaki tipik durumlarda, yoğunluk ρ genellikle K veya μ'dan çok daha az değişir, dolayısıyla hız çoğunlukla bu iki parametre tarafından "kontrol edilir".

Elastisite modülü P dalgası modülü, $M$, olacak şekilde tanımlanır ${\textstyle \,M=K+{\tfrac {4}{3}}\mu \,}$ ve böylece $$v_{\mathrm {p} }={\sqrt {\frac {\,M\;}{\rho }}}$$

Depremlerdeki P dalga hızı için tipik değerler 5 ila 8 km/s aralığındadır. Kesin hız, Dünya'nın iç bölgesine göre, yer kabuğunda 6 km/s'nin altından alt mantoda 13,5 km/s ve iç çekirdekte 11 km/s arasında değişir.

Çok rastlanılan kaya türlerinde hızlar

Kaya Tipi	Hız [m/sn]	Hız [ft/s]
Gevşek kumtaşı	4.600–5.200	15.000–17.000
Dayanıklı kumtaşı	5.800	19.000
Killi yapraktaşı	1.800–4.900	6.000–16.000
Kireçtaşı	5.800–6.400	19.000–21.000
Kalsiyum ve magnezyumlu taş, Dolomit	6.400–7.300	21.000–24.000
Anhidrit	6.100	20.000
Granit	5.800–6.100	19.000–20.000
Gabro	7.200	23.600

Jeolog Francis Birch, P dalgalarının hızı ile dalgaların içinde hareket ettiği malzemenin yoğunluğu arasında bir ilişki keşfetti: $$v_{\mathrm {p} }=a({\bar {M}})+b\,\rho$$ bu daha sonra Birch kanunu olarak bilinmeye başlandı. a() sembolü ampirik olarak tablolaştırılmış bir fonksiyondur ve b bir sabittir.)

Ayrıca bakınız

• Deprem uyarı sistemi
• S dalgası
• Yüzey dalgası