Ones S

En sismologia i altres àrees que impliquen ones elàstiques, les ones S, les ones secundàries o les ones de cisalla (de vegades anomenades ones S elàstiques) són un tipus d'ona elàstica i són un dels dos tipus principals d'ones elàstiques del cos, anomenades així perquè es mouen a través el cos d'un objecte, a diferència de les ones superficials.^[1]

Propagació d'una ona S esfèrica en una quadrícula 2D (model empíric).

Les ones S són ones transversals, el que significa que la direcció del moviment de les partícules d'una ona S és perpendicular a la direcció de propagació de l'ona, i la principal força de restauració prové de l'esforç de cisalla.^[2] Per tant, les ones S no poden propagar-se en líquids ^[3] amb viscositat zero (o molt baixa); tanmateix, es poden propagar en líquids amb alta viscositat.^[4]^[5] El nom d'ona secundària prové del fet que són el segon tipus d'ona que detecta un sismògraf sismic, després de l'ona primària de compressió, o ona P, perquè les ones S viatgen més lentament en els sòlids. A diferència de les ones P, les ones S no poden viatjar a través del nucli exterior fos de la Terra, i això provoca una zona d'ombra per a les ones S oposada al seu origen. Encara poden propagar-se a través del nucli intern sòlid: quan una ona P colpeja el límit dels nuclis fosos i sòlids en un angle oblic, les ones S es formaran i es propagaran al medi sòlid. Quan aquestes ones S toquen de nou el límit en un angle oblic, al seu torn crearan ones P que es propaguen pel medi líquid. Aquesta propietat permet als sismòlegs determinar algunes propietats físiques del nucli intern de la Terra.^[6]

El 1830, el matemàtic Siméon Denis Poisson va presentar a l'Acadèmia Francesa de les Ciències un assaig ("memòria") amb una teoria de la propagació de les ones elàstiques en sòlids. A les seves memòries, afirma que un terratrèmol produiria dues ones diferents: una amb una certa velocitat $a$ i l'altre amb velocitat ${\frac {a}{\sqrt {3}}}$ . A una distància suficient de la font, quan es poden considerar ones planes a la regió d'interès, el primer tipus consisteix en expansions i compressions en la direcció perpendicular al front d'ona (és a dir, paral·leles a la direcció del moviment de l'ona); mentre que el segon consisteix en moviments d'estirament que es produeixen en direccions paral·leles al davant (perpendiculars a la direcció del moviment).^[7]

Referències modifica

↑ What are seismic waves? UPSeis at Michigan Tech
↑ S wave US Geological Survey
↑ «Why can't S-waves travel through liquids?» (en anglès). Earth Observatory of Singapore. [Consulta: 6 desembre 2019].
↑ Greenwood, Margaret Stautberg; Bamberger, Judith Ann Ultrasonics, 39, 9, agost 2002, pàg. 623–630. DOI: 10.1016/s0041-624x(02)00372-4. ISSN: 0041-624X. PMID: 12206629.
↑ «Do viscous fluids support shear waves propagation?» (en anglès). ResearchGate. [Consulta: 6 desembre 2019].
↑ University of Illinois at Chicago. «Lecture 16 Seismographs and the earth's interior» (en anglès). http://tigger.uic.edu,+17-07-1997.+Arxivat de l'original el 7 maig 2002. [Consulta: 8 juny 2010].
↑ Poisson, S. D. (en francès) Mémoires de l'Académie des Sciences de l'Institut de France, 10, 1831, pàg. 549–605. From p.595: "On verra aisément que cet ébranlement donnera naissance à deux ondes sphériques qui se propageront uniformément, l'une avec une vitesse a, l'autre avec une vitesse b ou a / √3" ... (One will easily see that this quake will give birth to two spherical waves that will be propagated uniformly, one with a speed a, the other with a speed b or a /√3 ...) From p.602: ... "à une grande distance de l'ébranlement primitif, et lorsque les ondes mobiles sont devenues sensiblement planes dans chaque partie très-petite par rapport à leurs surfaces entières, il ne subsiste plus que des vitesses propres des molécules, normales ou parallèles à ces surfaces ; les vitesses normal ayant lieu dans les ondes de la première espèce, où elles sont accompagnées de dilations qui leur sont proportionnelles, et les vitesses parallèles appartenant aux ondes de la seconde espèce, où elles ne sont accompagnées d'aucune dilatation ou condensation de volume, mais seulement de dilatations et de condensations linéaires." (... at a great distance from the original quake, and when the moving waves have become roughly planes in every tiny part in relation to their entire surface, there remain [in the elastic solid of the Earth] only the molecules' own speeds, normal or parallel to these surfaces ; the normal speeds occur in waves of the first type, where they are accompanied by expansions that are proportional to them, and the parallel speeds belonging to waves of the second type, where they are not accompanied by any expansion or contraction of volume, but only by linear stretchings and squeezings.)

[1] What are seismic waves? UPSeis at Michigan Tech

[2] S wave US Geological Survey

[3] «Why can't S-waves travel through liquids?» (en anglès). Earth Observatory of Singapore. [Consulta: 6 desembre 2019].

[4] Greenwood, Margaret Stautberg; Bamberger, Judith Ann Ultrasonics, 39, 9, agost 2002, pàg. 623–630. DOI: 10.1016/s0041-624x(02)00372-4. ISSN: 0041-624X. PMID: 12206629.

[5] «Do viscous fluids support shear waves propagation?» (en anglès). ResearchGate. [Consulta: 6 desembre 2019].

[UIC-6] University of Illinois at Chicago. «Lecture 16 Seismographs and the earth's interior» (en anglès). http://tigger.uic.edu,+17-07-1997.+Arxivat de l'original el 7 maig 2002. [Consulta: 8 juny 2010].

[pois1831-7] Poisson, S. D. (en francès) Mémoires de l'Académie des Sciences de l'Institut de France, 10, 1831, pàg. 549–605. From p.595: "On verra aisément que cet ébranlement donnera naissance à deux ondes sphériques qui se propageront uniformément, l'une avec une vitesse a, l'autre avec une vitesse b ou a / √3" ... (One will easily see that this quake will give birth to two spherical waves that will be propagated uniformly, one with a speed a, the other with a speed b or a /√3 ...) From p.602: ... "à une grande distance de l'ébranlement primitif, et lorsque les ondes mobiles sont devenues sensiblement planes dans chaque partie très-petite par rapport à leurs surfaces entières, il ne subsiste plus que des vitesses propres des molécules, normales ou parallèles à ces surfaces ; les vitesses normal ayant lieu dans les ondes de la première espèce, où elles sont accompagnées de dilations qui leur sont proportionnelles, et les vitesses parallèles appartenant aux ondes de la seconde espèce, où elles ne sont accompagnées d'aucune dilatation ou condensation de volume, mais seulement de dilatations et de condensations linéaires." (... at a great distance from the original quake, and when the moving waves have become roughly planes in every tiny part in relation to their entire surface, there remain [in the elastic solid of the Earth] only the molecules' own speeds, normal or parallel to these surfaces ; the normal speeds occur in waves of the first type, where they are accompanied by expansions that are proportional to them, and the parallel speeds belonging to waves of the second type, where they are not accompanied by any expansion or contraction of volume, but only by linear stretchings and squeezings.)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]