3427 期 / 第3版:科学生活
地震中的神奇波动——地震面波

■ 赵昱  郭佳  庄园旭

有人会觉得好奇:为什么两地相隔千里,也会感受到彼此地区地震带来的摇晃呢?今天就带大家了解这一现象背后的原因。

我们能感受到千里之外的地震,主要是因为地震面波的原因。

面波(surface wave)是地震波的一种,主要在地表传播,能量最大,波速约为3.8千米/秒,低于体波,往往最后被记录到。如果地震非常强烈,面波可能在震后围绕地球运行数日。面波实际上是体波在地表衍生而成的次生波。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。

地震面波分为剪切面波(Love勒夫波)和横波(Rayleigh瑞利波)两类:

剪切面波。剪切面波是振动平行于层的地震波在物质层中干涉叠加,并在物质层中传播的波。由于振动平行于地面,结果导致地面发生一种蛇形状前进的横向波动。此现象是英国地球物理学家勒夫在1911年发现,故名勒夫波,也简称L波。它的振幅随着深度的增加而衰减。

横波。横波振动方式兼有纵波和横波的特点,类似于质点做圆周式振动的水波。可以理解为平面纵波在地表相交或叠加而产生,只存在于半空间表面附近的波,这是英国科学家瑞利于1887年发现的,故名瑞利波,也简称R波。

因为地震面波主要在地球表面传播,而不是在地下深处,使得它们更加接近人类的生活。

我们能感受到地面摇晃,正是因为地震面波引起地表振动呈椭圆形,包括水平和垂直方向的运动。

此外,科学家通过研究地震面波还可以了解地球内部的结构和地震事件的影响。这对于提高地震监测和预警的准确性至关重要,也让我们更好地了解自己赖以生存的“家园”。

了解地震波的类型和特点对于我们理解和预防地震灾害具有重要意义。通过了解地震波的传播特性,可以更好地预测地震的影响范围和程度,从而采取有效的防灾减灾措施。

(作者单位:四川省震灾风险防治中心)