地震波

地震波


地震波依傳播路徑可分為兩大類:

一、體波 (body wave):可在地球內部傳播,依波動性貿之下同又分為:

(1)P波 (縱波或壓縮波) :

性質與音波相似,質點運動和波傳播方向一致,以每秒5公里的速度通過地球本體傳播,它們交替推拉岩石,造成拉扯和擠壓。

(2)S波 (橫波或剪力波) :

質點運動與波傳播方向垂直, 產生一上一下或一左一右的振動,速度次之,約為每秒3公里,它們使岩石上下或左右移動。

二、表面波 (surface wave) :沿地球表層或地球內部界面傳播,表面波慢而強烈引起地震中的大部分破壞。

(1)洛夫波 (Love wave) :質點沿著水平面產生和波傳播方向垂直的運動。

(2)雷利波 (Raleigh wave) :質點在平行於震波傳播的垂直面上,沿著橢圓形軌跡震動。

地表振動與地震波之關係

地震發生時,在震源引起的擾動,彈性波自震源向四面八方傳播,經過地球內部或沿地球表面傳播,產生體波和表面波。如果先不考慮地震波動的衰減與幾何擴散特性,那麼在地表所感受到的振動應該是先由P波引起的短週期上下振動,隨後為由S波引起的短週期水平振動,最後是由表面波引起的長週期振動。但是,由於地震波的能量一方面會因幾何擴散而分散到空間中,當地震波傳得愈遠,其單位體積內的能量愈少,因此距離震源愈近的地區所感受到的振動愈大;另一方面地震波的能量會因岩層之間的摩擦阻力作用而衰減,當地震波穿過地層愈久,衰減得愈多,而且以P波的衰減量最大,因此淺層地震的地表上下振動較為明顯,而深層地震的地表上下振動常衰減到下場為人所察覺。此外,在地質鬆軟的地區,常由於地震波的重複反射引起限波共振現象,使得地表振動程度更加嚴重。

頻散

地震波之波速隨頻率改變而改變的性質,稱之為頻散(dispersion)。頻散為表面波之主要特性,可用以探討地球內部之構造。

地震波之隱蔽區

由於地球內部的結構非常複雜,各層波傳速度下同,會造成波的折射,因而影響到地震波的傳播。以P波傳播為例,震央距離從發震地至1分、2分……103度仍可清楚記錄到直接P波,但從103度起,P波因為經過地核而產生折射,又因入射角的關係,折射的P波會出現在142度以外。是故震央距離在103度至142度之間,只有微弱地在核心表面繞射的P波可被記錄到,這一段我們稱為隱蔽區 (shadow zone)。

 


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