지진학과 지구역학

내부에서 발생하는 파괴 ·변형과 이에 수반되는 의 을 연구대상으로 하며, 지구물리학 중 가장 오래 전부터 물리학의 탄성론(彈性論)과 함께 발달하여 왔다. 원래 지진의 발생원인과 의 전파에 관해서는 탄성체이론으로 거의 완전하게 기술될 수 있다고 하였다. 그러나 다른 분야, 특히 지진관측기술과 뒤에서 설명하는 지구 내부 물성연구의 진전에 의하여 지진은 간단한 것이 아님을 알게 되었다. 지구 내부에는 지각(地殼) ·맨틀에 도달하는 심도 700km까지 지진이 발생하는 것이 판명되었고, 특히 대륙의 연변부에서 많이 일어나며, 대륙 내부로 갈수록 진원(震源)이 깊어진다. 또 미국의 캘리포니아연해부에 발달한 샌앤드레이어스단층과 같이 지각이 갈라진 열극을 따라서 진원이 얕은 지진이 빈발한다.

이들 지진의 발생원인으로는 스러스트단층, 화산성 파괴, 상전이(相轉移)에 의한 진원장소에서의 부피 급변 등을 들 수 있다. 따라서 지진학 연구는 단순한 진동을 기재하는 데 그치지 않고, 진원에서의 변형력 양상, 변형력의 확산, 파괴진행의 속도, 부피 변화, 열수지(熱收支) 등에 대해서도 고려하여야 한다. 또한 지진활동의 연구는 지구의 내부구조를 결정한다. 표면파(表面波)인 레일리파와 러브파, 실체파(實體波)인 P파와 S파의 전파 ·분산 ·흡수 또는 지구의 자유진동을 해석함으로써 지구 내부의 층상구조 ·모호로비치치불연속면 ·저속도층 ·내핵과 외핵의 경계 및 지구 내부의 점성(粘性) ·강성률(剛性率) 등을 자세히 추정하게 되었다.

이 분야에서 전기(轉機)가 된 것은 1952년에 일어난 캄차카의 대지진이며, 그 때까지만 해도 많은 사람들은 지구가 자유진동을 한다고 생각하지 못하였다. 지구의 자유진동보다 더욱 긴 시간에 걸쳐 파동하는 지구조석(地球潮汐) ·단주기지각변동 등은 모두 지진파와 유사하지만, 주기적이라는 관점에서 취급방법상 지진파동과는 구별되며, 사용하는 기초방정식은 완전소성체(完全塑性體) 또는 점성유체(粘性流體)의 방정식이다. 그것은 지각변동 등이 파동의 형태를 나타내도 물질의 유동으로 취급하는 것이 더욱 정확하기 때문이다. 지구라는 고체는 지진과 같은 탄성체의 성질에서부터 유체의 성질에 이르기까지 넓은 특성변화를 나타낸다. 따라서 지구를 역학적으로 취급할 때에는 점탄성체(粘彈性體)로 생각해야 한다.