Задание №19 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для ответа на вопрос задачи необходимо проанализировать физические свойства сейсмических волн и их поведение при прохождении через различные среды, а также изучить представленный график.

1) Физическая природа волн: Сейсмические волны делятся на два основных типа: продольные ($P$-волны) и поперечные ($S$-волны).
— Продольные волны ($P$-волны) представляют собой чередующиеся сжатия и разрежения среды. Они могут распространяться в любых средах: твердых, жидких и газообразных.
— Поперечные волны ($S$-волны) связаны с деформацией сдвига. Поскольку жидкости и газы не обладают упругостью сдвига (они не сохраняют форму и «текут»), поперечные волны в них распространяться не могут. Они распространяются только в твердых телах.

2) Анализ графика: На представленном графике зависимости скорости $v$ от глубины $h$ мы видим, что на глубине около $2900$ км происходит резкое изменение характера графиков:
— Скорость продольной волны ($P$) резко падает (примерно с $13$ км/с до $8$ км/с), но график продолжается дальше вглубь Земли.
— Скорость поперечной волны ($S$) на этой же глубине падает до нуля, и график обрывается. Это означает, что волна $S$ перестает распространяться.

3) Вывод: Исчезновение поперечных $S$-волн на глубине более $2900$ км свидетельствует о том, что на этом уровне начинается слой вещества, не обладающий упругостью сдвига, то есть жидкий слой (внешнее ядро Земли). Таким образом, именно график для волны $S$ указывает на невертикальное (жидкое) состояние ядра.

Ответ: График для волны $S$. Поперечные волны не могут распространяться в жидкостях, а на графике видно, что на глубине около $2900$ км скорость $S$-волны падает до нуля.

Источник: ФИПИ