3423 期 / 第4版:科学生活
一起来认识地震波

■ 江宁波  左洪  吴微微

地震是地球内部某处缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表面振动,当发生地震时,震源处产生的振动会以弹性波的方式向四周传播,地表各处的地震监测站利用专业的仪器记录下来的地表振动就是地震波。地震波是地震所释放能量的载体,地表上出现的各种破坏就是地震波引起的。

地震波从质点的振动方式上可以分为P波(纵波)、S波(横波)、面波。纵波的质点振动方向和波的传播方向是一致的,质点沿着波的传播方向做压缩和拉伸运动,传播到地表之后就引起了地表的上下运动,和空气中传播的声波类似,造成的破坏较小;而横波的传播方向和质点振动方向是垂直的,传播到地表后会感觉到很强的水平晃动,造成的破坏较大;同时纵波的传播速度大于横波。所以当地震发生时,附近的人们会先感受到上下颠簸,数秒到数十秒后才会感受到很强的水平晃动,同时横波也会造成更强的破坏。所以地震发生时,感受到纵波后,要立即进行避险,减少损失。

地震预警就是同时利用了不同波传播速度不同的原理。无论是横波还是纵波在地下的传播速度都是远小于电磁波的,所以当地震发生时,震中附近的预警台站接受到地震波时,立即计算此次地震的震级大小,当震级较大时,马上向周边的预警终端发送包含地震信息的电磁信号,终端在接收到信号后发出警报,提醒周边的居民地震波将要到达,做好避险准备。根据距离震中距离的不同,地震预警可以提前地震波几秒到几十秒的时间发出预警。

地震波同时还是研究地球内部结构的工具,研究地震波中携带信息的学科就是地震学。全球每年发生数万次大大小小的地震,地震波穿过地球内部,在不同结构的分界面上进行折射和反射,最后被分布在全球各地的地震台站记录到,通过对记录到的地震波进行分析,可以研究出地震波穿过的地球内部的结构。目前人们所熟知的地球内部的地核、地幔、地壳的结构,就是通过分析地震波得出的。就像医生给人体做检查时用到的CT(电子计算机断层扫描)一样,地震波是地震学家给地球做“CT”的工具。

面对地震波,我们仍需继续加强研究,研究它的振动方式和传播途径,以了解地震的发震过程、认识地球内部结构以及优化房屋设计结构,进一步提升抗震能力。相信在未来的防震减灾工作中会有更多的应用成果。

(作者单位:中国地震局成都青藏高原地震研究所)