Start

Slut

Bølgers baner gennem Jorden!

 

Hastigheden af en dybtgående seismisk bølge afhænger af massefylden og de elastiske egenskaber af det materiale, hvorigennem bølgen bevæger sig. Eftersom P- og S-bølger ikke berøres på samme måde af materialets elastiske egenskaber, bevæger de sig med forskellige hastigheder inden for samme medium. Faktisk bevæger P-bølger sig sædvanligvis 1,7 gange hurtigere end S-bølger. Et seismometer, der registrerer et jordskælv, vil derfor først opfange P-bølgerne og derpå, lidt senere, både P- og S-bølgerne samtidig.

Ved at registrere de tider, det tager de dybtgående bølger at bevæge sig fra jordskælv til seismometre, har seismologerne været i stand til at bestemme bølgebanerne gennem Jorden og udlede, hvordan bølgehastigheden varierer fra sted til sted. Med nogle få undtagelser stiger både P-og S-bølgehastigheden ned gennem ethvert givet lag i jorden. Som et resultat heraf bevæger de dybtgående bølger sig ikke i rette linier (bortset fra dem, som bevæger sig direkte langs med radius), men bliver konstant afbøjet, eller brudt tilbage mod overfladen. Yderligere vil der de steder, hvor der eksisterer en skarp grænse i Jorden (fx mellem to forskellige typer af materiale), forekomme en pludselig ændring i bølgernes hastighed og dermed deres retning. Ved at studere sådanne pludselige brydninger har seismologer været i stand til at bestemme positionen af skorpe-kappe og kerne-kappe grænserne.

Moho - grænsen mellem skorpen og kappen - blev opdaget i 1909, da Andrija Mohorovicic opdagede, at to sæt af P-bølger ankom til en seismograf fra det samme jordskælv. S-bølgerne ankom også i to sæt. Mohorovicic ræsonnerede korrekt, at det hurtige bølgesæt måtte have passeret ned gennem et af Jordens øvre lag og bevæget sig et øjeblik i et andet lag, hvor hastigheden var højere, og derpå igen bevæget sig op gennem det øvre lag til seismografen - alt sammen på mindre tid end det tog det andet sæt bølger at bevæge sig fra jordskælv til seismograf, udelukkende i det øvre lag. Han udregnede P-bølgehastigheden i dette øvre lag til 5,6 km/s, hvorimod den var 7,7 km/s i det underliggende lag, samt at grænsen mellem lagene lå i en dybde af 45-54 km

Dybtgående bølger giver også oplysning om kernens fysiske tilstand. l en vinkelbue på 103° væk fra et jordskælv er ingen S-bølger blevet modtaget overhovedet. Der er en S-bølge "skyggezone". Dette skyldes, at S-bølger ikke kan passere gennem flydende stoffer. Tilstedeværelsen af S-bølgeskyggezonen peger således på, at i det mindste den ydre kerne er flydende.

P-bølger kan godt passere flydende materiale. Dog betyder kernens og kappens brydninger og deres geometriske egenskaber, at P-bølger bliver omdirigeret, således at de ikke kan måles mellem 103° og 143°. Fra positionen af de to skyggezone, kan seismologer beregne radius af Jordens kerne til omkring 3485 km, eller mere end det halve af Jordens samlede radius.

Mohorovicic og skorpe-kappegrænsen.
Andrija Mohorovibic blev født den 23. januar 1857 i havnebyen Volosko, der dengang var en del af det østrig-ungarske kejserrige, men nu ligger i Jugoslavien. Han studerede matematik og fysik under Ernst Mach på Karl IV-universitetet i Prag og var derefter skolelærer i 11 år. 1 løbet af denne periode oprettede han en meteorologisk station (1887), begyndte at offentliggøre artikler om meteorologi og blev derfor »opdaget« af direktøren for det meteorologiske observatorium i Zagreb. Direktøren overtalte Mohorovibic til at arbejde for sig, og da direktøren fratrådte i 1891, fik Mohorovibic stillingen, som han besad, indtil han trådte tilbage i 1922. Han døde den 18. december 1936.

Selv om han (ligesom Alfred Wegener) var meteorolog, blev Mohorovibi6 interesseret i seismologi på grund af lokale jordskælv. Zagreb var blevet ramt af et ødelæggende jordskælv i 1880, og som en følge heraf havde observatoriet anskaffet en seismograf - om end den ikke var særlig god. Da et andet alvorligt jordskælv i 1901 ramte byen, blev der på Mohorovibics foranledning oprettet en ordentlig seismografstation i 1906. Det første jordskælv, der blev registreret af den nye station, var det, som fandt sted 8. oktober 1909 (af styrken 6 på Richter-skalaen). Det blev emnet for Mohorovibics første seismologiske afhandling i 1910 og hovedkilden til hans senere berømmelse.

Mohorovibic analyserede de seismiske data fra 1909 jordskælvet og dets efterveer og opdagede herved den grænse mellem skorpen og kappen, som nu bærer hans navn.

Med Mohorovibics ord: »Der må være en pludselig ændring af det materiale, der udgør Jordens indre, idet der forekommer en pludselig ændring i jordskælvsbølgernes hastighed.« Det øvre lag var skorpen, og det nedre lag var den allerøverste kappe.

Mohorovibic fortsatte med de seismologiske studier. Da han døde i 1936, var det kun otte af hans i alt 21 offentliggjorte afhandlinger, der havde omhandlet meteorologien, hans oprindelige fag.