Что такое сейсмическая рефракция?

Метод геологического профилирования, известный как сейсмическая рефракция, измеряет время, которое требуется сейсмическим волнам или лучам, чтобы пройти сквозь землю, удариться о скалу и отскочить обратно на поверхность. Используемый в геофизике, этот метод наиболее точен при картировании глубины менее 100 футов. В дополнение к измерению глубины коренной породы сейсмическая рефракция может дать информацию о качестве и прочности породы.

Сейсмические волны - это тип силовой энергии, которая движется по земле. Эти волны могут быть созданы естественным путем, как в случае землетрясений, или с помощью искусственных методов, таких как взрывы. Небольшие сейсмические волны могут создаваться выстрелом в землю или падением чего-то тяжелого на землю. Если земля дрожит или вибрирует, это происходит из-за сейсмической волны.

При сейсмической рефракции энергия попадает в землю с поверхности, как правило, из-за холостых выстрелов из дробовика, из-за падения веса на землю, из-за небольшой взрывчатки или из-за удара молотка по тарелке. Волны движутся в землю, а затем преломляются в боковом направлении вдоль коренной породы, а затем возвращаются обратно на поверхность. Ряд геофонов, расположенных по прямой линии вдоль тестируемой области, регистрируют волны, когда они снова достигают поверхности.

Геофоны представляют собой небольшие металлические цилиндры, которые имеют приблизительно батарейную форму, хотя бывают разных размеров. Внутри цилиндра находится катушка, которая висит на пружине. По обе стороны от катушки находятся магниты. Когда сейсмические волны вызывают вибрацию земли, катушка движется через магнитное поле, и энергия волны может быть измерена. Компьютеры часто используются для анализа данных, полученных с геофонов, и для расчета скоростей создаются графики зависимости времени прохождения от расстояния.

Скорости дают информацию о типе материала под поверхностью земли, поскольку волна будет проходить через разные типы земли с разными скоростями. Например, сейсмическая волна будет проходить через глину с другой скоростью, чем она движется через песок. Вот почему геофизики могут собирать информацию о материалах между поверхностью и основой.

Сейсмическое преломление не следует путать с сейсмическим отражением. Хотя в сейсмическом отражении используются многие из одних и тех же методов испытаний, он собирает изображения коренной породы волнами, которые просто отбрасываются или отражаются от коренной породы, а не рассеиваются под разными углами. В отличие от сейсмического преломления, сейсмическое отражение не может предоставить информацию о толщине материала или скорости лучей. Лучше всего использовать его в морской среде, где сейсмическая рефракция ненадежна.