Козырев, А. А. Введение в геофизику : [учебное пособие для геофизических и горно-геологических специальностей вузов] / А. А. Козырев, Я. А. Сахаров, Н. В. Шаров ; Рос. акад. наук, Кол. науч. центр, Петрозав. гос. ун-т, Кол. фил.

В целом упругие сейсмические волны подчиняются законам оптики и испытывают на границах раздела известные и хорошо изученные при распространении света явления отражения, преломления, дифракции и др. Эти свойства упругих волн и используются для изучения внутренней структуры недр. Основным регистрируемым параметром при этом является время прихода волны. Естественно, что в зависимости от удаления сейсмических станций от эпицентра время движения волны от очага до каждой из них будет различным; график времен прихода волны называется годографом (рис.2.11). Наиболее простую форму имеет годограф прямой волны, распространяющейся от очага к станции со скоростью VI. Направленные вниз упругие волны могут отразиться на границе раздела, где среда с VI сменяется средой с V2. Таким образом, на станциях А и В (рис.2.11) через некоторое время после прихода прямой волны будет зарегистрирована отраженная волна, а ее годограф расположится выше годографа прямой волны. По мере удаления от эпицентра угол падения волны на границу раздела возрастает до некоторого критического значения (определяемого соотношением скоростей VI и Ѵ2), при котором упругая волна начнет скользил» по поверхности среды с Ѵ2. При этом произойдет преломление волны - образование в верхней покрывающей среде . так называемой головной преломленной волны, распространяющейся с более высокой скоростью Ѵ2. Поэтому преломленная волна на станцию В придет первой, а ее годограф будет располагаться на минимальных временах, ниже годографа прямой волны. Показанные на графике примеры сейсмограмм, зарегистрированных на станциях А и В, достаточно просты. Необходимо, однако, заметить, что здесь показан только один вцц волн (например, Р) и не учтены возможности многократного преломления, отражения от земной поверхности, образования обменных волн и т. д. Обычно эти явления составляют сложную волновую картину, расшифровка которой является трудной и не всегда однозначно решаемой задачей. Однако в случае, если природа волны определена, время ее прихода позволяет установить глубину залегания границы раздела, на которой произошло отражение или преломление. Действительно, зная время движения такой волны и ее скорость, путем несложных геометрических построений можно рассчитать длину пути волны, а следовательно, и глубину h до границы. Особое внимание уделяется оценке скорости распространения упругих волн. И если для верхней покрывающей среды скорость может быть достаточно просто определена по прямым волнам, то для более глубокозалегающих слоев оценка скорости представляет собой сложную задачу. Однако и она решается путем анализа формы годографа, крутизны его наклона к осям и т. д. Естественно, что решение этой задачи невозможно по данным одной сейсмической станции; построение годографов землетрясений является результатом обмена информаций многих сейсмических станций и даже национальных сейсмических служб разных стран Таким образом, регистрация землетрясений позволяет выявил, в теле нашей планеты ряд слоев с различными скоростями распространения упругих сейсмических волн и даже сделать выводы о физическом состоянии вещества этих слоев.