地震波主要分為兩種,一種是面波,一種是體波
面波只在地表傳遞,體波能穿越地球內部。
地震體波(Body Wave)
在地球內部傳播的地震波稱為地震體波,分為縱波(P波)和橫波(S波)。
縱波(P波):P代表主要(Primary)或壓縮(Pressure),為一種縱波,粒子振動方向和波前進方平行,在所有地震波中,前進速度最快,也最早抵達。P波能在固體、液體或氣體中傳遞。來自地下的縱波引起地面上下顛簸振動。
橫波(S波):S意指次要(Secondary)或剪力(Shear),前進速度僅次于P波,粒子振動方向垂直于波的前進方向,是一種橫波。S波只能在固體中傳遞,無法穿過液態外地核。來自地下的橫波能引起地面的水平晃動。
由于縱波在地球內部傳播速度大于橫波,所以地震時,縱波總是先到達地表,而橫波總落后一步。這樣,發生較大的近震時,一般人們先感到上下顛簸,過數秒到十幾秒后才感到有很強的水平晃動。
橫波(S波)是造成建筑破壞的主要原因。
地震面波(Surface Wave)
沿地面傳播的地震波稱為地震面波,分為勒夫波(Love Wave)和瑞利波(Rayleigh wave)。
當P波和S波到達地球的自由面或位于層狀地質構造的界面時,在一定條件下會產生其他類型地震波。這些波中最重要的是勒夫波和瑞利波。
勒夫波(Love Wave):粒子振動方向和波前進方向垂直,但振動只發生在水平方向上,沒有垂直分量,類似于S波,差別是側向震動振幅會隨深度增加而減少。這個類型的波使巖石質點運動類似SH波,運動沒有垂向位移。巖石運動在一垂直于傳播方向上在水平面內從一邊到另一邊。雖然勒夫波不包括垂直地面運動的波,但它們在地震中可以成為最具破壞性的,因為它們常具有很大的水平振幅。
瑞利波(Rayleigh wave):又稱為地滾波,粒子運動方式類似海浪,在垂直面上,粒子呈逆時針橢圓形振動,震動振幅一樣會隨深度增加而減少。
地震波序
地震發生后,首先出現的是體波,其中縱波(P波)的傳播速度比橫波(S波)快,而面波由于是縱波與橫波在地表相遇后激發產生的次生波,所以相對體波產生稍次,而在面波之后緊接著是一串地震尾波。
由于不同類型地震波產生的時間和速度不同,它們到達同一場地的時間也就有先后,從而形成一組地震波序列,它解釋了地震時地面開始搖晃后我們所經歷的不同感覺。
首先 從震源到達某地的第一波是“推和拉”的P波。它們一般以陡傾角出射地面,因此造成鉛垂方向的地面運動,垂直搖動一般比水平搖晃容易經受住,因此一般它們不是最具破壞性的波。
因為S波的傳播速度約為P波的一半,相對強的S波稍晚才到達。它包括SH和SV波動:前者在水平平面上,后者在垂直平面上振動。S波比P波持續時間長些。
地震主要通過P波的作用使建筑物上下搖動,通過S波的作用側向晃動。
其次 當S波之后或與S波同時,勒夫波開始到達。地面開始垂直于波動傳播方向橫向搖動。
下一個是橫過地球表面傳播的瑞利波,它使地面在縱向和垂直方向都產生搖動。
這些波可能持續許多旋回,引起大地震時熟知的描述——“搖滾運動”。因為面波隨著距離衰減的速率比P波或S波慢,在距震源距離大時感知的或長時間記錄下來的主要是面波。
最后 在面波波列之后構成地震記錄的重要部分,稱之為地震尾波。地震波的尾部事實上包含著沿散射的路徑穿過復雜巖石構造的P波、S波、勒夫波和瑞利波的混合波。尾波中繼續的波動旋回對于建筑物的破壞可能起到落井下石的作用,促使已被早期到達的較強S波和面波削弱的建筑物進一步破壞以至于倒塌。
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