في الرد السابق لاحظنا كيف أن الموجات تنتشر بسرعات مختلفة في باطن الأرض ومن خلال الطبقات ...
ونحن على السطح نقوم باستقبال هذه الموجات بسرعاتها المختلفة كما استقبلنا الموجات المنعكسة في الرد السابق ..
لذلك وجب علينا أن نعرف ما علاقة سرعة الموجات بالمعاملات الفيزيائية للصخور والتربة التي تمر من خلالها لأننا أولاً وأخير سنستفيد من هذه الموجات في معرفة ما تحت سطح الأرض ,,,
لو افترضنا أنه يوجد لدينا وسط متجانس homogeneous, isotropic فإن سرعة الموجات الأولية P wave والموجات الثانوية S wave ستعطى بالعلاقات التالية ...
حيث أن
Vp : سرعة الموجات الأولية .
Vs : سرعة الموجات الثانوية
ρ : كثافة الوسط density of the medium
μ : معامل القص Shear Modulus
κ : المعامل الحجمي Bulk Modulus
ويعرف كلاً من معامل القص والمعامل الحجمي باسم معاملات المرونة elastic parameters .. فما هي هذه المعاملات ..؟ والتي كما لاحظنا من القانون السابق أن لها دور كبير في التحكم بسرعة الموجات ..
أولاً \ معامل الحجم Bulk Modulus : والذي يعرف أيضاً باسم the incompressability of the medium ...
تخيل أنه يوجد بين يديك مكعب من مادة ما .. وقمت بالضغط على هذا المكعب وأثرت عليه بقوى من جميع الجهات .. كما في الشكل التالي :
فإذا انضغط المكعب بكل سهولة وتغير حجمه فإن المعامل الحجمي له صغير مقارنة بمكعب صلب لا ينضغط بسهولة حيث يكون المعامل الحجمي له كبير .. مثال : المعامل الحجمي للغازات صغير جداً أما المعامل الحجمي للمواد الصلبة كبير جداً حيث أننا وسهولة يمكننا أن نضغط مكعب من الغاز إلا أنه ومن الصعوبة من المكان أن تضغط على مكعب من الخشب وتصغر من حجمه ...
ثانياً \ معامل القص Shear Modulus :
ويصف هذا المعامل مدى صعوبة تشويه المادة تحت تأثير قوة قصية .. مثال : أحضر مكعباً من مادة ما وليكن من الخشب مثلاً وضعه على سطح طاولة ما وقم بتثبيته عليها .. ثم أثر على السطح العلوي للمكعب بقوة اتجاهها موازٍ لسطح الطاولة ، عندها سيتشوه المكعب ويظهر على شكل متوازي أضلاع كما في الشكل التالي
معامل القص يدل على مقدار القوة التي استعملتها لتشويه المكعب فلو كانت القوة كبيرة فإن معامل القص للمكعب كبير جداً وإذا كانت القوة بسيطة فإن معامل الفص صغير جداً ,,,
لاحظ أن معامل القص لا يدعم المواد السائل والغازية حيث انه من المستحيل التأثير عليها بقوة قص ..
وبملاحظتنا للقانون الموضح في الأعلى فإن الموجات الثانوية لا تسري في الأوساط السائلة والغازية لأن قيم معاملات القص لها تساوي صفر وسرعة الموجات الثانوية تعتمد على معاملات القص فقط ...
ومما سبق نعلم أن أي تغير في قيم المعاملات الفيزيائية للوسط ( معامل القص ، المعامل الحجمي ، والكثافة ) يؤدي إلى تغير سرعة الموجات المارة في الوسط ..
مثال \ لو انتقلت الموجات من طبقة رملية غير مشبعة إلى طبقة أخرى مشبعة فإنه وبكل تأكيد ستتغير سرعة الموجات نتيجة لهذا الانتقال .. ويتحكم في ذلك كثافة الطبقة والمعاملات الحجمية لها .. حيث أن المسامات التي كانت مملوءة بالهواء أصبحت مملوءة بالماء ولو نلاحظ أن قيمة المعامل الحجمي للماء أكبر من قيمة المعامل الحجمي للهواء .. وفي الواقع أن المعامل الحجمي هو العامل المتحكم في هذا المثال لذلك نجد أن التغير في سرعة الموجات الأولية يكون أكبر من التغير في سرعة الموجات الثانوية ..