Gelombang P

Gelombang P merupakan sejenis gelombang kenyal, juga dipanggil gelombang seismos, yang boleh bergerak melalui gas (sebagai gelombang bunyi), cecair dan pepejal, termasuk Bumi. Gelombang P dihasilkan oleh gempa bumi dan direkodkan oleh seismograf. Nama gelombang P merupakan singkatan bagi gelombang primer (primary wave) kerana memiliki halaju tertinggi, maka ia adalah yang pertama untuk direkodkan; ataupun gelombang tekanan (pressure wave)^[1] kerana ia terbentuk daripada pemampatan dan penipisan yang bersilih ganti.

Dalam pepejal isotropi dan homogen, ragam rambatan gelombang P sentiasalah membujur; oleh itu, zarah-zarah dalam pepejal mengalami getaran di sepanjang atau yang selari dengan arah perjalanan tenaga gelombang.

Halaju

Halaju gelombang P dalam bahantara isotropi homogen adalah seperti berikut

v_{p}={\sqrt {\frac {K+{\frac {4}{3}}\mu }{\rho }}}={\sqrt {\frac {\lambda +2\mu }{\rho }}}

yang mana K ialah modulus pukal (modulus ketakbolehmampatan), $\mu$ ialah modulus ricih (modulus ketegaran, adakalanya ditandai G dan juga dipanggil parameter Lamé kedua), $\rho$ ialah ketumpatan bahan yang dilalui rambatan gelombang, dan $\lambda$ ialah parameter Lamé pertama.

Daripada ini, ketumpatan paling kurang variasinya, maka halaju ini banyak ditentukan oleh K dan μ.

Modulus gelombang P anjal, $M$ , ditakrifkan supaya $M=K+4\mu /3$ , maka

v_{p}={\sqrt {M/\rho }}.\

Nilai-nilai lazim bagi halaju gelombang P dalam gempa bumi adalah antara 5 dan 8 km/s.^[2] Ketepatan ukuran kelajuan bergantung pada kedalamannya di Bumi, daripada selaju 6 km/s dalam kerak Bumi hingga 13 km/s melalui teras.^[3]

Gelombang seismik di Bumi

Gelombang-gelombang seismik jenis P dan S dalam Bumi diawasi untuk menyiasat struktur dalaman Bumi. Ketakselanjaran halaju sebagai fungsi kedalaman menandakan perubahan dalam fasa atau kandungan. Perbezaan masa ketibaan gelombang yang berpunca daripada kejadian seismik seperti gempa bumi sebagai kesan gelombang mengambil haluan berbeza-beza membolehkan pemetaan struktur dalaman Bumi.^[5]^[6]

Zon bayang gelombang P

Hampir semua maklumat yang ada tentang struktur dalaman terdalam Bumi diperoleh daripada pemerhatian masa perjalanan, pantulan, pembiasan dan peralihan fasa gelombang jasad seismik, atau ragam-ragam normal. Gelombang jasad ini berjalan melalui lapisan bendalir dalaman Bumi, tetapi gelombang P terbias sedikit apabila melalui peralihan antara mantel separa pejal dan teras luaran yang cair. Natijahnya, wujudnya "zon bayang" gelombang P pada 105–143°^[7] dari fokus gempa bumi, di mana gelombang P yang pertama tidak tersukat oleh seismometer. Gelombang S pula tidak berjalan memalui cecair, sebaliknya dilemahkan.

Sebagai amaran gempa bumi

Amaran awal gempa bumi adalah mungkin dengan mengesan gelombang primer bukan pemusnah yang berjalan dengan lebih cepat melalui kerak Bumi daripada gelombang-gelombang pemusnah sekunder dan Rayleigh, sama seperti mana denyaran kilat kelihatan sebelum guruh kedengaran sewaktu ribut. Jurang masa amaran awal bergantung pada beza ketibaan gelombang P dan gelombang pemusnah yang lain, biasanya sekitar beberapa saat hingga 60–90 saat bagi gempa bumi raksasa yang dalam dan berjauhan seperti yang diterima oleh Tokyo sebelum bencana gempa bumi dan tsunami Tōhoku 2011. Keberkesanan amaran awal ini bergantung pada ketepatan mengesan gelombang P sambil menolak getaran bumi hasil kegiatan setempat (seperti lori atau kerja pembinaan), jika tidak terhasil pula amaran 'positif palsu'. Contohnya, sistem QuakeGuard menggunakan teknik ini untuk mengautomatikkan tatacara tindak balas kecemasan untuk mencegah kehilangan nyawa dan kemusnahan harta benda.^[8]

Lihat juga

Rujukan

^ Milsom, J. (2003). Field Geophysics. The geological field guide series. 25. John Wiley and Sons. m/s. 232. ISBN 9780470843475. Dicapai pada 25 Februari 2010.
^ "Speed of Sound through the Earth". Hypertextbook.com. Dicapai pada 2011-12-14.
^ "Seismographs - Keeping Track of Earthquakes". Earthquake.usgs.gov. -27 Oktober 2009. Dicapai pada 14 Disember 2011. Check date values in: |date= (bantuan)
^ GR Helffrich & BJ Wood (2002). "The Earth's Mantle" (PDF). Nature. Macmillan Magazines. 412 (2 August): 501; Figure 1. doi:10.1038/35087500.
^ Justin L Rubinstein, DR Shelly & WL Ellsworth (2009). "Non-volcanic tremor: A window into the roots of fault zones". Dalam S. Cloetingh, Jorg Negendank (penyunting). New Frontiers in Integrated Solid Earth Sciences. Springer. m/s. 287 ff. ISBN 904812736X. The analysis of seismic waves provides a direct high-resolution means for studying the internal structure of the Earth...
^ CMR Fowler (2005). "§4.1 Waves through the Earth". The solid earth: an introduction to global geophysics (ed. 2nd). Cambridge University Press. m/s. 100. ISBN 0521584094. Seismology is the study of the passage of elastic waves through the Earth. It is arguably the most powerful method available for studying the structure of the interior of the Earth, especially the crust and mantle.
^ Lowrie, William (1997). The Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press. m/s. 149.
^ "Earthquake P-wave Pre-Detection and Disaster Mitigation Technology". 1999. Diarkibkan daripada yang asal pada 2008-08-21. Dicapai pada 2012-02-10.

"Photo Glossary of Earthquakes". U.S. Geological Survey". Dicapai pada 8 Mac 2009.

Pautan luar

[John-1] Milsom, J. (2003). Field Geophysics. The geological field guide series. 25. John Wiley and Sons. m/s. 232. ISBN 9780470843475. Dicapai pada 25 Februari 2010.

[2] "Speed of Sound through the Earth". Hypertextbook.com. Dicapai pada 2011-12-14.

[3] "Seismographs - Keeping Track of Earthquakes". Earthquake.usgs.gov. -27 Oktober 2009. Dicapai pada 14 Disember 2011. Check date values in: |date= (bantuan)

[Helffrich-4] GR Helffrich & BJ Wood (2002). "The Earth's Mantle" (PDF). Nature. Macmillan Magazines. 412 (2 August): 501; Figure 1. doi:10.1038/35087500.

[Negendank-5] Justin L Rubinstein, DR Shelly & WL Ellsworth (2009). "Non-volcanic tremor: A window into the roots of fault zones". Dalam S. Cloetingh, Jorg Negendank (penyunting). New Frontiers in Integrated Solid Earth Sciences. Springer. m/s. 287 ff. ISBN 904812736X. The analysis of seismic waves provides a direct high-resolution means for studying the internal structure of the Earth...

[Fowler-6] CMR Fowler (2005). "§4.1 Waves through the Earth". The solid earth: an introduction to global geophysics (ed. 2nd). Cambridge University Press. m/s. 100. ISBN 0521584094. Seismology is the study of the passage of elastic waves through the Earth. It is arguably the most powerful method available for studying the structure of the interior of the Earth, especially the crust and mantle.

[7] Lowrie, William (1997). The Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press. m/s. 149.

[Advance-8] "Earthquake P-wave Pre-Detection and Disaster Mitigation Technology". 1999. Diarkibkan daripada yang asal pada 2008-08-21. Dicapai pada 2012-02-10.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]