文章编号：13240 / 更新时间：2024-03-02 12:17:18 / 浏览：次

地震，作为地球内部经常发生的一种运动，深刻影响着人类的生产与生活。地震发生时，会伴随着一系列波动，即地震波。地震波，是目前人类所知的唯一能够穿透地球介质内部的物理波。

今天，我们就来了解一下地震波。地震波的类型与特点地震发生时，在震源区的介质中发生急速的破裂与旋转运动，这种扰动形成了一个波源。由于地球介质的连续性以及物质的相互作用，地震波这种波动就会向地球内部及表层等各个方向传播，即形成连续介质中的弹性波。

若将地震波按照传播介质来划分，地震波在地球内部传播时称为体波，沿地球表面传播称为面波。地震波从震源处产生后，按照传播介质质点运动规律划分，分为涨缩波与剪切波。涨缩波代表介质体积的涨缩，在地球介质中的传播速度约为4.0-7.0km/s，其质点的振动方向与波传播的方向一致，所以也被称为纵波或者P波。剪切波代表介质的变形作用，在地球介质中的传播速度约为2.0-4.0km/s，其质点的振动方向与波传播的方向垂直，所以也被称为横波或者S波。S波按照振动的极化方向又可以进一步划分SV波和SH波。

这两种波传播特点示意图如图1：
图1：地震波的类型与传播特点示意图

在地表附近，体波又衍生出一种特殊类型的波——面波，它同时具有纵波和横波的一些特点。介质中的粒子既发生上下运动又发生左右运动，并且波长较长，振幅与能量较强。当发生天然地震时，对建筑设施破坏最严重的就是面波。面波相对于体波一个显著的传播特点是，它只沿着地球表面传播，离开地球表面向下便迅速衰减，并且传播速度比体波慢得多。

虽然地震波类型有多种，但是用来描述地震波的物理量主要有四个，即波速、波长、周期与频率。以最简单的正弦波为例，它是由震源周期振动（周期记作T）产生的波，在一个周期内，正弦波沿着波的传播方向前进的距离，叫做波长，通常用符号λ表示。波源每振动一次，波就向前传播一段距离，波源振动快慢用频率f描述，表示波源每秒振动的次数。因此波每秒振动传播距离就是λf，即波的传播速度，通常用V表示。

地震波的速度是地震波属性中最重要的一个，地震波的传播能力与传播速度取决于传播介质的弹性性质。纵波反映的是地球介质的体积应变，因此纵波能在固液气三态中传播。而横波与纵波不同，是反映介质的剪切应变，因为流体与气体由于分子间距大都不能承受剪切变形作用，所以横波不能在液体和气体中传播。在传播速度上，纵波最快，横波比纵波慢，传播最慢是面波。

波的传播速度并不是一成不变的，它会随着振动频率而发生变化，这种现象叫做波的频散。正是由于这种频散作用使得波在传播过程中发生变化，特别当通过不同介质的分界面时会发生透射、折射与反射现象，我们正是利用了这些物理原理，来用地震波了解地球内部的结构与界面，从而为人类认识地球内部点亮了一盏明灯。

地震波与地球内部圈层划分1.莫霍面的发现在地球物理学的罗曼史上，地球内部最重要的一个界面——莫霍面（地壳与地幔的分界面）的发现是科学史上的一个里程碑。1909年奥地利地震学家莫霍洛维奇在一次地震研究中，偶然发现地震波速在欧洲大陆下近35公里处的传播速度突然发生跳跃性变化，纵波速度从7.0km/s突然变化到8.1km/s；横波速度也从4.2km/s突然增加至4.4km/s。莫霍洛维奇敏锐地觉察到该深度处物质成分与性质应该发生了变化，也许存在一个不连续分界面。后经过科学分析，他于1910年提出了地球内部分层的学说，即地球内部存在一个分界面将地球分为内外两层。内层和外层就是我们今天熟知的地幔与地壳，而这个分界面后来为了纪念这位奥地利科学家，被命名为莫霍洛维奇不连续面（莫霍面），为人类使用地震波认识地球内部拉开了序幕。

2.精准确定的古登堡面与液态地核的发现地震发生时，从震源发出的地震波会通过地球介质向各个方向传播，其中体波分量，包括P波和S波，可以从比较小的角度距离范围到比较大的角度距

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横波、纵波产生的详细示意图解

如图所示,手上下抖动绳子,振动沿绳子向右传播,形成横波.

向右推动弹簧,形成疏部和密部,形成纵波.

地震波的横波和纵波的区别是什么？

横波与纵波的区别如下：

1、类型不同介质中质点的振动方向与波的传播方向相互平行的波，称为纵波。

2、介质中质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，称为横波。

3、特点不同纵波其特点是：介质的质点受到交变拉压应力作用并产生伸缩形变，可以在固体、液体、气体传播。

4、横波其特点是：介质的质点收到交变的剪切应力作用并产生切变形变，只能在固体传播。

5、传播速度不同纵波每秒钟传播速度5~6千米，能引起地面上下跳动。

6、横波传播速度较慢，每秒3~4千米，能引起地面水平晃动。

扩展资料：

1、地震所产生的横波与纵波在本质上没有什么区别。当地震的震源纵波到达地面时，人们感到地震的时候，断裂板块的一张一合产生的地面剪切纵波才刚开始产生，这就是大地震时我们先感到上下震动后左右摇动的原因。

2、大地震的震源所产生的震源纵波和断裂板块所产生的剪切纵波都是由于地球内部排出气体所造成。气体冲破地壳以前，主要表现出震源纵波特性，气体冲破地壳以后，主要表现出剪切纵波的特性。

3、维持板块张合产生的剪切纵波的剪切力主要来自排出气团（气团由大小不同，位置不同，形状各异的多个气室组成）的冲击力（有点象火车的蒸汽机原理又有点象一连串的多个气球先后气爆），其次才是板块的那么一点点弹性回跳的板块弹力维持板块张合产生剪切纵波。

任何一个振动的质点，在其振动线路上的其它质点，将会被振动的质点推拉（非弹性正碰），将振动质点的能量以纵波的形式传递出去；而靠近振动线路上的其它质点，也将会被振动的质点推拉（非弹性斜碰），将振动质点的能量以横波的形式传递出去。纵波的传递伴随着横波的产生，横波的传递伴随着纵波的产生。

古登堡界面横波纵波速度变化

古登堡界面横波纵波速度变化横波完全消失、纵波波速突然下降。

古登堡界面，又名古腾堡界面。根据地震波波速变化而划分，是地幔与地核的分界面。

地震波传播时，除了在地球内部深度约33千米处波速有一个显著的变化（此处称为莫霍界面，是地壳与地幔的分界线）之外，在深度约为2900千米处，地震波传播状态也会发生明显的改变，此处便被称为古登堡界面。地幔位于莫霍界面与古登堡界面之间。由于地球外核为液态，在地幔中的地震波S波（S波即横波，横波只能在固体中传播）不能穿过此界面在外核中传播。P波（指纵波）曲线在此界面处的速度也急剧减低。

1914年，美国学者古登堡（Gutenberg）发现地下2885千米处存在地震波速的间断面，首先是发现存在地震波的阴影区，解释为存在地核，其次是传播速度发生了明显的变化[2]，纵波存在一次由13.6千米/秒突然降低为7.98千米/秒的截面，而横波则突然消失了。并且在该不连续面上地震波出现极明显的反射、折射现象。后证实这是地核与地幔的分界层。该不连续面称为古登堡面。古登堡面以上到莫霍面之间的地球部分称为地幔（mantle）；古登堡面以下到地心之间的地球部分称为地核（core）。

古登堡界面定义

古登堡界面是地幔圈与外核流体圈的分界面。整个地幔圈由上地幔（33～410公里深度的B层，410～1000公里深度的C层，也称过渡带层）、下地幔的D′层（1000～2700公里深度）和下地幔的D″层（2700～2900公里深度）组成。地球物理的研究表明，D″′层存在强烈的横向不均匀性。其不均匀的程度甚至可以和岩石层相比拟，它不仅是地核热量传送到地幔的热边界层，而且极可能是与地幔有不同化学成分的化学分层。

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