Bølger. Valérie Maupin, Geofag, UiO.

Transkript

1 Bølger Valérie Maupin, Geofag, UiO. 1

2 Eksempler på bølger: lyd og lys. 2

3 Ekkolokalisering: å bruke lyd for å se flaggermus hval ubåt 3

4 Medisinsk avbildning Røntgen Ultralyd

5 Ikke-destruktiv testing Bilde Ultralyd Elektromagnetiske bølger From Deborah Ellis

6 Seismologi: å se inni Jorda med lyd. 6

7 Hva ser vi inni Jorda? Hva har vi egentlig sett? Hvordan har vi dannet oss dette bildet av Jorda fra det vi har sett? 7

8 Jordens struktur 8

9 9

10 10

11 Kartlegging av sedimenter 11

12 Hva ser vi inni Jorda? Hva har vi egentlig sett? Hvordan har vi dannet oss dette bildet av Jorda fra det vi har sett? 12

13 Seismometre og seismogrammer Seismometre: måler kontinuerlig hvordan bakken rister Geoscope stasjon ATD (Djibouti) Norwegian National Seismological Network stasjon OSL (Oslo) 13

14 Seismometre og seismogrammer Seismometre: måler kontinuerlig hvordan bakken rister Geoscope stasjon ATD (Djibouti) Norwegian National Seismological Network stasjon OSL (Oslo) 14

15 Seismometre og seismogrammer Seismometre: måler kontinuerlig hvordan bakken rister Geoscope station ATD (Djibouti) Seismogrammer etter jordskjelv vertikal N - S Ø - V 15

16 Flere seismogrammer satt sammen 16

17 Et jordskjelv er en plutselig bevegelse langs en forkastning. 17

18 Et jordskjelv er en plutselig bevegelse langs en forkastning. Jordskjelv forårsaker vibrasjoner som forplanter seg gjennom Jorda 18

19 Jordskjelv forårsaker vibrasjoner som forplanter seg gjennom Jorda, akkurat som en stein kastet i vann lager bølger 19

20 Seismogrammer etter jordskjelv: det kommer mange bølger vertikal N - S Ø - V 20

21 21

22 Fjær: trykk-bølger (P) Tau: skjær-bølger (S) 22

23 23

24 24

25 Hva ser vi inni Jorda? Hva har vi egentlig sett? Hvordan har vi dannet oss dette bildet av Jorda fra det vi har sett? 25

26 Begrep avklaring: bølgefronter/stråler stråler 26

27 Bølgeforplantning hvis Jorda hadde vært en homogen kule: t Δ t = 2 a/v sin(δ/2) t: forplantningstid a: radius (6371km) v: bølgehastighet Δ: avstand i grader 27

28 Sammenligning Jorda og homogen kule 28

29 Sammenligning Jorda og homogen kule 29

30 Bølgeforplantning som forklarer ankomstidene Skyggezone etter 100 grader avstand wps.prenhall.com 30

31 Brytning wps.prenhall.com 31

32 B Brytning Bølgen bruker minst mulig tid fra A til B. A (Fermats prinsipp) 32

33 B Brytning Bølgen bruker minst mulig tid fra A til B. A (Fermats prinsipp) Bruker derfor en bane som går litt mer i området med størst hastighet. A 33

34 metskole.gfi.uib.no 34

35 Brytning mellom mantelen og kjernen wps.prenhall.com 35

36 Brytning inni mantelen I mantelen øker hastigheten med dyp fordi materialet blir tettere og tettere. 36

37 Krumme bølgevei ned i Jordens mantel 37

38 Strålebaner og gangtider for P-bølger 38

39 39

40 Refleksjon eksempel: refleksjon av lyset på vannoverflate Fra Gjermund Svinsås 40

41 En grense flate Brytning og refleksjon 41

42 42

43 Strålebaner til forskjellige bølger med refleksjon 43

44 regnbue bølger 44

45 regnbue bølger Metskole.gfi.uib.no 45

46 P-bølger og S-bølger 46

47 47

48 48

49 49

50 Alle disse ekkoene gjør at man kan kartlegge Jorden ganske nøyaktig Det er mer heterogent på Månen: 50

51 Å kartlegge flere detaljer: Prinsipp til seismisk tomografi 51

52 Laterale variasjoner i S-hastigheten ved 200 km dyp ved 70 km dyp 52

53 P-bølge tomografi (Spakman, vd Hilst) 53

54 Grunnlag for platetektonikk og forståelse av hvordan Jorda fungerer 54

55 Konklusjon: er seismologer som flaggermus? flaggermus hval ubåt 55

56 Bruker lyd til å kartlegge Lytter på jordskjelv Brytning Lager lyden selv Reflekjon Forplantning i heterogen media Forplantning i homogen media P og S bølger P bølger 56

57 Seismisk prospektering Bruker lyd til å kartlegge Lytter på jordskjelv Brytning Lager lyden selv Reflekjon Forplantning i heterogen media Forplantning i homogen media P og S bølger P bølger 57

58 Hovedkilder: Mange figurer fra Ed Garnero (Arizona State University) (Incorporated research institutions for seismology)

59 59

60 60