第四章 地震波
按照传统地震学的定义,地震波是指从震源产生向四周辐射的弹性波。地震发生时,震源区的介质发生急速的破裂和运动,这种扰动构成一个波源。由于地球介质的连续性,这种波动就向地球内部及表层各处传播开去,形成了连续介质中的弹性波。
地震波按传播方式分为三种类型:纵波、横波和面波。纵波是推进波,振动方向与传播方向相一致,在地壳中的传播速度为5.5~7千米/秒,最先到达震中,又称P波;它使地面发生上下振动,破坏性较弱。横波是剪切波,振动方向与传播方向相垂直,在地壳中的传播速度为3.2~4.0千米/秒,第二个到达震中,又称S波;它使地面发生前后、左右抖动,破坏性较强。由于纵波在地球内部传播速度大于横波,所以地震时,纵波总是先到达地表,而横波总落后一步。这样,发生较大的近震时,一般人们先感到上下颠簸,过数秒到十几秒后才感到有很强的水平晃动。利用两种波的走时差,可作简单的地震定位和地震预警工作。
面波,是一种沿着地表传播的地震波,波速约为3.8千米/秒,低于纵波,又称R波和L波。面波主要分为两种:瑞利(Rayleigh)波和勒夫(Love)波,分别以它们的发现人瑞利和勒夫的名字命名。面波的传播较为复杂,既可以引起地表上下的起伏,也可以是地表做横向的剪切,其中剪切运动对建筑物的破坏最为强烈。[13]
由于不同类型的地震波速度不同,对于观察者来说,它们的到达时间也就不同,从而形成一组序列,它解释了地震时地面开始摇晃后我们经历的感觉。
那么,这些不同类型的地震波是如何形成的呢?下面就从舌岩体脱落说的角度,对这一问题进行阐述。
地震波的形成机理与地震机制有关。舌岩体脱落说认为,地震发生在地幔软流层之中,是向下俯冲的下潜板块前端的岩体脱落,引发了大地震动现象。其中,脱落的岩体又称震源体,它的断裂部位即是震源所在的位置。震源体脱落有两个前提条件,一是舌岩体表面分布的V型裂隙,二是软流圈中岩浆流的涡旋作用。