地震波

从震源产生向四外辐射的弹性波
地震波(Seismic waves),[1]指从震源产生向四周辐射的弹性波,当地震发生时,震源附近的介质发生急速的破裂以及不规则的运动,这种变化便构成了一个波源。由于地球内部物质介质的连续性,这种波动就向地球内部四面八方传播开来,形成了连续介质中的弹性波,在地震学上称为“地震波”。[3]地震波按传播方式可分为体波与面波,其中体波又可分为纵波横波两种;面波是体波的次生波,典型面波以瑞利波与乐夫波为代表。[5]
地震波的形成必须具备两个基本条件,分别是震源和有弹性的传播介质。[6]影响地震波传播速度的因素则包括岩层的孔度、孔内充填物、岩层风化程度、破碎带等。[7]由于地震波具有与声波、光波相类似的波动性质,因此地震波在传播过程中也会遵循声波和光波相关的传播基本原理,如惠更斯原理、费马原理等。[2]地震波具有连续的频谱,在均匀介质中,地震波的振幅与传播距离成反比,一般按照按照1/r的规律衰减[8]
地震波具有广泛的应用场景,例如通过地震波可以探测地球内部的矿物性质、[3]探查地基勘探断层位置、地下水位、地下溶洞或洞穴等。[9]除此之外,还可以根据地震波传播速度的变化,了解地球内部的圈层结构,[10]如1910年,安德里亚·莫霍洛维奇(Andrija Mohorovičić)提出地球内部存在一个分界面将地球分为内外两层,即“莫霍界面”;1914年,德国地震学家宾诺·古登堡(Beno Gutenberg)提出了地幔地核之间的不连续界面,即后来的“古登堡不连续面”,为人类使用地震波认识地球内部奠定了基础。[11]

定义

地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波,当地震发生时,地震震源区域附近的介质发生急速的破裂以及不规则的运动,这种变化便构成了一个波源。由于地球内部物质介质的连续性,这种波动就向地球内部四面八方传播开来,形成了连续介质中的弹性波,在地震学上称为“地震波”。[3]