Seizmika

Seizmika správne seizmické metódy je náuka o umelých aj prírodných zemetraseniach, v užšom zmysle len o umelých zemetraseniach.

Zobrazenie odrazených (reflexných) seizmických vĺn.

Prírodnými zemetraseniami sa zaoberá seizmológia (v užšom zmysle) a seizmometria. Umelé zemetrasenia používa inžinierska (prospekčná) seizmika na zisťovanie stavby zemskej kôry a predovšetkým na hľadanie ložísk rúd a ropy a pod.

Pomocou seizmiky možno určiť štruktúru aj tektoniku horninových sekvencií, reliéf podložia, stanoviť faktory mechaniky hornín, hrúbku sedimentárneho pokryvu alebo úroveň hladiny podzemnej vody. Seizmika využíva elastické vlastnosti hornín. Pri umelo vyvolaných vibráciách (v podstate slabom umelom zemetrasení) na povrchu alebo v malej hĺbke (napr. plytkom vrte) vznikajú elastické (seizmické) vlny, ktoré sa šíria z miesta vzniku všetkými smermi. Rýchlosť ich šírenia závisí najmä od elastických vlastností prostredia, jeho modulu pružnosti, nehomogenít a hustoty.

Šírenie seizmických vĺn sa riadi podľa zákonov ako je Huygensov, Fresnelov a Fermatov princíp. Vo vymedzených časových intervaloch možno zobraziť polohu čela seizmickej vlny pomocou izochrón. Kolmice na izochróny sa nazývajú seizmické lúče. Pomocou izochrón a lúčov možno zaznačiť priebeh seizmickej vlny ako výslednicu prechodu vlnenia do jednotlivých miest profilu a závislosti času od vzdialenosti. Táto funkčná závislosť sa nazýva hodochróna. Seizmická vlna pri prechode homogénnym horninovým prostredím nemení svoj smer. V prípade, že však narazí na rozhranie (napr. dva rôzne typy hornín), sa na tomto rozhraní láme, podobne ako v optike, alebo sa odrazí (zdanlivo sa kĺže po rozhraní). Kvôli týmto vlastnostiam seizmických vĺn možno zaznamenávať odrazené (reflexná seizmika) alebo lomené vlny (refrakčná seizmika).

Rýchlosť šírenia vĺn ovplyvňuje zloženie horninového prostredia, pórovitosť hornín a permeabilita (percento zaplnenia pórov horniny cementom). Všeobecne platí, že rýchlosť seizmických vĺn v horninách s nízkou pórovitosťou (premenené a vyvreté horniny) je vyššia ako v horninách s vysokou pórovitosťou (mladé nespevnené sedimenty). Rovnako zvodnené sedimenty majú vyššiu rýchlosť šírenia seizmických vĺn ako nezvodnené. Na základe rýchlosti šírenia seizmických vĺn možno následne usudzovať aj o horninovom zložení skúmaných sekvencií, keďže rýchlosti seizmických vĺn pre všetky horninové typy sú známe.

Rýchlosť šírenia seizmických vĺn sa meria pomocou geofónov, ktoré sú napojené na registračné zariadenie. Geofóny zachytia mechanické kmity a premenia ich na elektromagnetické vlnenie, ktoré zaznamenáva oscilograf.