지진파
다른 표기 언어 seismic wave , 地震波
요약
지진은 4종류의 주요한 파를 발생시키는데, 두 종류는 지구 내부를 통해 전파되는 실체파이고 나머지 두 종류는 지표를 따라 전파되는 표면파이다. 지진파의 진폭과 진동수를 기록하는 지진기록을 해석하여 지구와 지하 구조에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 인위적으로 발생시킨 지진파는 석유와 가스 탐사에 이용된다.
실체파로는 P파와 S파가 있는데 P파는 S파보다 빨라 지진기록관측소에 먼저 도착한다. P파는 압축파 또는 종파라고 하며 전파되는 경로를 따라 암석 입자에 전후 진동운동을 일으킨다. S파는 횡파 또는 왜파라 하며 암석 입자들은 전파 방향에 대해 직각으로 진동한다. 2개의 표면파 중에는 러브파가 더 빠르며 서로 다른 탄성적 특징을 갖고 암석층을 덮고 있는 표면층을 통해 전파된다. 또 다른 주요표면파인 레일리파는 탄성고체의 자유표면 위로 전파되고 종적진동과 수직진동이 결합되어 나타난다.
지진은 4종류의 주요한 파를 발생시키는데, 두 종류는 지구 내부를 통해 전파되는 실체파(body wave)이고 나머지 두 종류는 지표를 따라 전파되는 표면파(surface wave)이다.
지진기록(지진파의 진폭과 진동수를 기록)을 해석하여 지구와 지하 구조에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 인위적으로 발생시킨 지진파는 석유와 가스 탐사에 이용된다.
실체파로는 P파와 S파가 있는데 P파는 S파보다 빨라 지진기록관측소에 먼저 도착한다. P파는 압축파 또는 종파라고 하며 전파되는 경로를 따라 암석 입자에 전후 진동운동을 일으킨다. 이에 따라 파가 어느 한 점을 통과할 때 암석은 팽창되거나 압축된다. 이러한 파들은 종파인 공기 중의 음파와 같다(→ 종파).
P파는 지표 암석에서는 약 6㎞/s의 속도로, 지하 2,900㎞인 지구 핵 근처에서는 약 10.4㎞/s의 속도로 전파된다. 이 파는 핵 내로 진입할 때 약 8㎞/s로 떨어졌다가 지구 중심 부근에서는 약 11㎞/s의 속도로 증가한다. 깊이에 따른 속도증가는 암석들의 성분 및 상 변화와 유체정압의 증가에 의한 것으로서, 속도의 증가로 인해 P파의 경로는 일반적으로 위로 오목하게 휘어진다.
S파는 횡파 또는 왜파라 하며 암석 입자들은 전파 방향에 대해 직각으로 진동한다(→ 전단파). 그러므로 S파가 지나갈 때 암석은 먼저 한 방향으로 뒤틀어지고 다음은 다른 방향으로 뒤틀어진다. S파의 속도는 지표에서 약 3.4㎞/s로부터 액체인 외핵의 경계에서는 7.2㎞/s까지 증가한다. 이 파는 외핵을 통과하지 못하는데, 이로써 외핵의 액체상태에 관한 많은 논란을 불러 일으켰다. P파처럼 S파 역시 위로 오목하게 휘어진 경로로 전파되는데 P파보다 느린 속도로 진동하지만 보다 큰 진폭을 갖는다.
2개의 표면파 중에는 러브파(처음으로 이 파의 존재를 예견한 A. E. 러브의 이름에서 명명됨)가 더 빠르며 서로 다른 탄성적 특징을 갖고 암석층을 덮고 있는 표면층을 통해 전파된다. 러브파에 의해 암석입자들은 전파 방향에 대해 직각으로 변위되며 이 파의 지면에 대한 수직 또는 종적 성분은 없다. 다른 표면파들처럼 러브파의 에너지는 지진발생지로부터 세 방향보다는 두 방향으로 전파되기 때문에, 비록 먼곳에서 지진이 발생해도 지진관측소에 뚜렷한 기록을 남긴다.
또다른 주요표면파는 이 파의 존재를 처음으로 이론화한 로드 레일리의 이름을 딴 레일리파이다. 이 파는 탄성고체의 자유표면 위로 전파되고 종적진동과 수직진동이 결합되어 나타나는데, 이로 인해 암석입자들은 타원운동을 하게 된다. 모든 지진파 중 레일리파와 러브파는 지진기록에서 가장 뚜렷한 효과가 있다.