Takaisin sivulle Geofysiikan tutkimus.

Energia, joka syntyy johonkin pisteeseen esim. putoavan massan, räjähdyksen tai jännitystilan äkillisen purkautumisen (maanjäristyksen) aiheuttamana, vaikuttaa väliaineen viereisiin partikkeleihin niin, että energia etenee lähdepisteensä ympäristöön seismisinä paineaaltoina.

Maan sisässä seisminen aaltoliike etenee pääasiassa joko pitkittäisinä P-aaltoina tai hitaampina, poikittaisina S-aaltoina. Aaltoliikkeen nopeus riippuu väliaineen kimmo-ominaisuuksista. Esimerkiksi tiiviissä kivessä P-aallon nopeus on n. 3000-6000 m/s, mutta veden kyllästämässä sedimenttikivessä 1000-3000 m/s. Vertailun vuoksi mainittakoon, että paineaallon (äänen) etenemisnopeus ilmassa on n. 330 m/s.

Koska maa- ja kallioperä ei ole tasalaatuinen, tapahtuu väliaineen rajapinnoilla aaltoliikkeen heijastumista ja taittumista. Lisäksi osa energiasta voi rajapinnoilla vaihtaa muotoaan P-aalloista S-aalloiksi ja päinvastoin.

Seismisiä aaltoja havainnoidaan geofoneiksi (tai hydrofoneiksi) kutsuttavien liikeantureiden avulla. Mittaamalla seismisen aallon etenemisnopeutta vierekkäisissä pisteissä olevien geofonien välillä saadaan tietoa aaltojen kulkunopeudesta ja siten väliaineen ominaisuuksista ja rakenteesta.

Seiminen taittumisluotaus

Sovelletussa geofysiikassa tehdään lähinnä seismisiä taittumisluotauksia eli refraktio-seismiikkaa, missä keskitytään tutkimaan pelkästään ns. ensisaapujia eli mitä reittiä P-aalto on voinut nopeimmin kulkea lähdepisteestä geofoniin.

Seisminen lähde on joko vasara, räjähde tai ns. maaperähaulikko. Olettamalla, että maalla on kerroksellinen rakenne, voidaan ns. kriittistä taittumiskulmaa käyttämällä määrittää kerrosten paksuus ja niiden seismiset nopeudet.

Sovelletussa geofysiikassa seismisiä taittumis-luotauksia käytetään erityisesti maaperä- ja pohjavesitutkimuksissa, joissa menetelmän tutkimussyvyys on muutamia kymmeniä metrejä.

Seisminen heijastusluotaus

Maailmassa tehtävästä geofysikaalisesta tutkimuksesta suurin osa (ainakin rahallisesti) on heijastusluotauksia eli reflektioseismiikkaa, sillä menetelmää käytetään öljynetsinnässä etenkin merialueilla. Menetelmän syvyys-ulottuvuus voi olla kymmeniä kilometrejä.

Kuten nimestä voidaan päätellä, hyödynne-tään menetelmässä lähdepisteen alapuolella olevista kerrosrajapinnoista heijastunutta signaalia. Yhdistämällä vierekkäisistä heijas-tuspisteistä saman geometrisen keskipisteen omaavat seismogrammit saadaan tyypillinen heijastusseisminen  (CDP) sektio, joka kuvaa maan sisäisiä kerrosrakenteita pitkin mittauslinjaa. Olettamalla (tai laskemalla) jokin nopeus-syvyysmalli voidaan kerrosrajapinnoille määrittää syvyydet.

Seismistä heijastusluotausta käytetään sovelletussa geofysiikassa vähän, mutta esim. Vibroseis-tyyppisten tärytysmenetelmien käyttö on yleistymässä.