地震波的传播速度 地震波在地壳中的传播速度(地震波的传播速度问题)

地震波的传播速度 地震波在地壳中的传播速度

　　导语：不同类型的地震波的速度是不同的，所以它们到达时间也就先后不同。那么，地震波的传播速度是多少？地震波在地壳中的传播速度是多少？下面是我精心准备的内容希望对大家有所帮助！

　　地震波的传播速度

　　根据地震波的横纵不同，传播速度不同，具体如下：

　　地震波纵波是推进波，地壳中传播速度为5．5~7千米/秒，更先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。

　　地震波横波是剪切波，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。

　　弹性模量和波速

　　均质各向同性的固体可由两个常数：k和μ来描述其弹性，两常数都可表示为单位面积的力。

　　密度为ρ的弹性固体内，可以传播两种弹性波。

　　P波，速度vP =√(k+4/3μ)/ρ。

　　花岗岩：vP=5.5千米/秒；

　　水：vP=1.5千米/秒。

　　S波，速度vS=√μ/ρ。

　　花岗岩：vS=3.0千米/秒；

　　水：vS=0千米/秒。

　　地震波地震共振

　　地震波的反射和折射有时可使地震能量汇集于一地质构造中，如冲积河谷，因为那里在近地表处有较软岩石或土壤。稍后将讨论的1985年墨西哥城和1989年洛马普瑞特地震时严重破坏的特殊分布区可以用此原因解释（图2.7）。其效应与在一个屋子里面声波能被墙多次反射形成回音汇集能量一样。在地震时，P波和S波从远处传来，折射入谷地，它们的速度在刚性小的岩石中减低，它们在谷底下传播直到接近谷边缘时，部分能量折射回到盆地中。这样，波开始往复传播，类似池塘中的水波。不同的P波和S波交织，回转的波峰叠加在射入的波峰上，引起幅度的变化。这时每一叠加波的相位是关键，因为当交切的波位相相同时能量会加强。通过这种“正干涉”，地震能量在某些频率波段汇集起来。如果没有波的几何扩散和摩擦耗散，即振动的岩石和土壤使一些波能转化为热，波的干涉造成的振幅增长真可能造成灾难性的后果。

　　可以从另一种角度去认识在限定的地质构造中地震波的效应。如同在池塘里看到的交叉水波一样，干涉的地震波可产生驻波，表观上，干涉波似乎站住不动了，地面似乎纯粹作上下震动。同样地，当弦乐器如竖琴的弦被拨动时，也产生驻波。一般来说，地震时，往往在一河谷或类似的构造中激发许多不同频率和振幅的P波和S波，松软土壤能增强在许多频段上的运动，与音乐中的情况一样，产生显着的泛音或高阶振型。如果布设足够的地震波记录仪器，有时能够识别出这种泛音。

　　P波和S波的速度

　　1989年10月17日当洛马普瑞特地震袭击时，我在伯克利家中突然感到房屋摇动，我开始计时。10秒钟后摇动突然变的特别厉害，这表示S波已经到达。P波总是首先从震源来到，因为它们沿同一路径传播时比S波速度快。利用波的这一特性，我可以计算出这个地震的震源在80多千米以外。

　　P波和S波的实际传播速度取决于岩石的密度和内在的弹性。对线弹性物质而言，当波与运行方向无关时，波速仅取决于两个弹性性质，称为弹性模量：岩石的体积模量k和剪切模量μ。

　　当向岩石立方块表面施加一均匀压力时，其体积将减小，其单位体积的体积变化作为所需压力大小的度量，称为体积模量。当P波穿过地球内部传播时发生的就是这种类型的变形；因为它只引起体积变化，所以在流体中也可以发生，与在固体中一样。通常体积模量越大，P波的速度就越大。

　　第二种变形类型是，在向岩石立方块体两相对的面上施加方向相反的切向力时，这体积方块将受剪切而变形，而没有体积变化。同样，圆柱状岩心两头受大小相等方向相反力扭曲时也发生这种变形。岩石对剪切或扭曲应力的抵抗越大，其刚性就越大。S波通过剪切岩石而传播，剪切模量给出其速度的量度。通常是剪切模量越大，S波速度就越大。

　　P波和S波速度的简单公式在下面给出。这些表达式与已经提到的波的重要性质一致：因为流体的剪切模量是0，剪切波在水中的速度为0，因为两个弹性模量总是正的，所以P波比S波传播得快。

　　因为地球内部的强大压力，岩石的密度随深度增大。由于密度在P波和S波速度公式中的分母项上，表面看来，波速度应随其在地球的深度增加而减小。然而体积模量和剪切模量随深度而增加，而且比岩石密度增加得更快(但当岩石熔融时，其剪切模量下降至0)。这样，在我们的地球内部P和S地震波速一般是随深度而增加的，在第6章中将进一步讨论。

　　虽然某一给定岩石弹性模量是常数，但在一些地质环境里岩石不同方向上的性质可以显著变化。这种情况叫各向异性，这时，P波和S波向不同方位传播时具有不同速度。通过这种各向异性性质的探测，可以提供有关地球内部地质状况的信息，这是当今广泛研究的问题。但在以下的讨论中将限制在各向同性的情况，绝大多数地震运动属于这种情况。

地震波的传播速度问题

地震波在固体液体气体中的传播速度，哪一个最快哪一个最慢，地震波在地球哪个圈层结构的传播速度最快那个最慢

地震波在固伍滚迹体中的传播腔并备吵速度快。

下面分享相关内容的知识扩展：

地震波传播100千米会减少多少级

地震波传播到远处时地震强度会明显减小，请问传播100千米大约会减少多少级？
【基本资料】
地震(earthquake)就是地球表层的快速振动，在古代又称为地动。它就象刮风、下雨、闪电、山崩、火山爆发一样，是地球上经常发生的一种自然现象。 它发源于地下某一点，该点称为震源(focus)。振动从震源传出，在地球中传播。地面上离震源最近的一点称为震中，它是接受振动最早的部位。大地振动是地震最直观、最普遍的表现。在海底或滨海地区发生的强烈地震，能引起巨大的波浪，称为海啸。地震是极其

频繁的，全球每年发生地震约500万次，对整个社会有着很大的影响。

【地震现象】

地震发生时，最基本的现象是地面的连续振动，主要是明显的晃动。极震区的人在感到大的晃动之前，有时首先感到上下跳动。这是因为地震波从地内向地面传来，纵波首先到达的缘故。横波接着产生大振幅的水平方向的晃动，是造成地震灾害的主要原因。1960年智利大地震时，更大的晃动持续了3分钟。地震造成的灾害首先是破坏房屋和构筑物，造成人畜的伤亡，如1976年中国河北唐山地震中，70％～80％的建筑物倒塌，人员伤亡惨重。地震对自然界景观也有很大影响。最主要的后果是地面出现断层和地裂缝。大地震的地表断层常绵延几十至几百千米，往往具有较明显的垂直错距和水平错距，能反映出震源处的构造变动特征（见浓尾大地震，旧金山大地震）。但并不是所有的地表断裂都直接与震源的运动相联系，它们也可能是由于地震波造成的次生影响。特别是地表沉积层较厚的地区，坡地边缘、河岸和道路两旁常出现地裂缝，这往往是由于地形因素，在一侧没有依托的条件下晃动使表土松垮和崩裂。地震的晃动使表土下沉，浅层的地下水受挤压会沿地裂缝上升至地表，形成喷沙冒水现象。大地震能使局部地形改观，或隆起，或沉降。使城乡道路坼裂、铁轨扭曲、桥梁折断。在现代化城市中，由于地下管道破裂和电缆被切断造成停水、停电和通讯受阻。煤气、有毒气体和放射性物质泄漏可导致火灾和毒物、放射性污染等次生灾害。在山区，地震还能引起山崩和滑坡，常造成掩埋村镇的惨剧。崩塌的山石堵塞江河，在上游形成地震湖。1923年日本关东大地震时，神奈川县发生泥石流，顺山谷下滑，远达5千米。

【全球两大地震带】

环太平洋地震带：分布在太平洋周围，像一个巨大的花环，把大陆与海洋分隔开来。地中海—喜马拉雅地震带：从地中海向东，一支经中亚至喜马拉雅山，然后向南经我国横断山脉，过缅甸，呈弧形转向东，至印度尼西亚，另一支从中亚向东北延伸，至堪察加，分布比较零散。我国地处全球两大地震带之间，是一个多地震国家，地震带主要分布在：东南—台湾和福建沿海一带，华北—太行山沿线和京津唐渤地区，西南—青藏高原、云南和四川西部，西北—新疆和陕甘宁部分地区。

【地震震级和烈度】

地震研究部门在报道某地区发生的地震时，往往要冠以发生了XX级的地震，烈度达到X度等等。地震的震级和烈度并不是一回事。震级是指地震的大小；是以地震仪测定的每次地震活动释放的能量多少来确定的。我国目前使用的震级标准，是国际上通用的里氏分级表，共分9个等级，在实际测量中，震级则是根据地震仪对地震波所作的记录计算出来的。地震愈大，震级的数字也愈大，震级每差一级，通过地震被释放的

能量约差32倍。

烈度是指地震在地面造成的实际影响，表示地面运动的强度，也就是破坏程度。影响烈度的因素有震级、距震源的远近、地面状况和地层构造等。一次地震只有一个震级，而在不同的地方会表现出不同的强度，也就是破坏程度。影响烈度的因素有震级、距震源的远近、地面状况和地层构造等。

一次地震只有一个震级，而在不同的地方会表现出不同的烈度。烈度一般分为12°，它是根据人们的感觉和地震时地表产生的变动，还有对建筑物的影响来确定的。一般情况下仅就烈度和震源、震级间的关系来说，震级越大震源越浅、烈度也越大。

震级

震级是表征地震强弱的量度，通常用字母M表示，它与地震所释放的能量有关。一个6级地震释放的能量相当于美国投掷在日本广岛的 *** 所具有的能量。震级每相差1.0级，能量相差大约32倍；每相差2.0级，

能量相差约1000倍。也就是说，一个6级地震相当于32个5级地震，而1个7级地震则相当于1000个5级地震。目前世界上更大的地震的震级为8.9级。

按震级大小可把地震划分为以下几类：

弱震震级小于3级。如果震源不是很浅，这种地震人们一般不易觉察。

有感地震震级等于或大于3级、小于或等于4.5级。这种地震人们能够感觉到，但一般不会造成破坏。

中强震震级大于4.5级、小于6级。属于可造成破坏的地震，但破坏轻重还与震源深度、震中距等多种因素有关。

强震震级等于或大于6级。其中震级大于等于8级的又称为巨大地震。

以上发震时刻、震级、震中统称为“地震三要素”。

地震烈度

同样大小的地震，造成的破坏不一定相同；同一次地震，在不同的地方造成的破坏也不一样。为了衡量地震的破坏程度，科学家又“ *** ”了另一把“尺子”一地震烈度。地震烈度与震级、震源深度、震中距，以及震区的土质条件等有关。一般来讲，一次地震发生后，震中区的破坏最重，烈度更高；这个烈度称为震中烈度。从震中向四周扩展

，地震烈度逐渐减小。所以，一次地震只有一个震级，但它所造成的破坏，在不同的地区是不同的。也就是说，一次地震，可以划分出好几个烈度不同的地区。这与一颗炸弹爆后，近处与远处破坏程度不同道理一样。炸弹的 *** 量，好比是震级；炸弹对不同地点的破坏程度，好是烈度。我国把烈度划分为十二度，不同烈度的地震，其影响和破坏大体如下：

小于三度人无感觉，只有仪器才能记录到；

三度在夜深人静时人有感觉；

四～五度睡觉的人会惊醒，吊灯摇晃；

六度器皿倾倒，房屋轻微损坏；

七～八度房屋受到破坏，地面出现裂缝；

九～十度房屋倒塌，地面破坏严重；

十一～十二度毁灭性的破坏；

例如，1976年唐山地震，震级为7.8级，震中烈度为十一度；受唐山地震的影响，天津市地震烈度为八度，北京市烈度为六度，再远到石家庄、太原等就只有四至五度了。

地震纵波和横波
我们最熟悉的波动是观察到水波。当向池塘里扔一块石头时水面被扰乱，以石头入水处为中心有波纹向外扩展。这个波列是水波附近的水的颗粒运动造成的。然而水并没有朝着水波传播的方向流；如果水面浮着

一个软木塞，它将上下跳动，但并不会从原来位置移走。这个扰动由水粒的简单前后运动连续地传下去，从一个颗粒把运动传给更前面的颗粒。这样，水波携带石击打破的水面的能量向池边运移并在岸边激起浪

花。地震运动与此相当类似。我们感受到的摇动就是由地震波的能量产生的弹性岩石的震动。假设一弹性体，如岩石，受到打击，会产生两类弹性波从源向外传播。之一类波的物理特性恰如声波。声波，乃至超声波，都是在空气里由交替的挤压(推)和扩张(拉)而传递。因为液体、气体和固体岩石一样能够被压缩，同样类型的波能在水体如海洋和湖泊及固体地球中穿过。在地震时，这种类型的波从断裂处以同等速度向所有方向外传，交替地挤压和拉张它们穿过的岩石，其颗粒在这些波传播的方向上向前和向后运动，换句话说，这些颗粒的运动是垂直于波前的。向前和向后的位移量称为振幅。在地震学中，这种类型的波叫P波，即纵波，它是首先到达的波。弹性岩石与空气有所不同，空气可受压缩但不能剪切，而弹性物质通过使物体剪切和扭动，可以允许第二类波传播。地震产生这种第二个到达的波叫S波。在S波通过时，岩石的表现与在P波传播过程中的表现相当不同。因为S波涉及剪切而不是挤压，使岩石颗粒的运动横过运移方向。这些岩石运动可在一垂直向或水平面里，它们与光波的横向运动相似。P和S波同时存在使地震波列成为具有独特的性质组合，使之不同于光波或声波的物理表现。因为液体或气体内不可能发生剪切运动，S波不能在它们中传播。P和S波这种截然不同的性质可被用来探测地球深部流体带的存在。S波具有偏振现象，只有那些在某个特定平面里横向振动(上下、水平等)的那些光波能穿过偏光透镜。穿过的光波称之为平面偏振光。太阳光穿过大气是没有偏振的，即没有光波振动的优选的横方向。然而晶体的折射或通过特殊制造的塑料如偏光眼睛，可使非偏振光成为平面偏振光。当S波穿过地球时，它们遇到构造不连续界面时会发生折射或反射，并使其振动方向发生偏振。当发生偏振的S波的岩石颗粒仅在水平面中运动时，称为SH波。当岩石颗粒在含波传播方向的水质平面里运动时，这种S波称为SV波。大多数岩石，如果不强迫它以太大的振幅振动，具有线性弹性，即由于作用力而产生的变形随作用力线性变化。这种线性弹性表现称为服从虎克定律，是以与牛顿同时代的英国数学家罗伯特.虎克(1635~1703年)而命名的。相似的，地震时岩石将对增大的力按比例地增加变形。在大多数情况下，变形将保持在线弹性范围，在摇动结束时岩石将回到原来位置。然而在地震事件中有时发生重要的例外表现，例如当强摇动发生于软土壤时，会残留永久的变形，波动变形后并不总能使土壤回到原位，在这种情况下，地震烈度较难预测。弹性的运动提供了极好的启示，说明当地震波通过岩石时能量是如何变化的。与弹簧压缩或伸张有关的能量为弹性势，与弹簧部件运动有关的能量是动能。任何时间的总能量都是弹性能量和运动能量二者之和。对于理想的弹性介质来说，总能量是一个常数。在更 *** 幅的位置，能量全部为弹性势能；当弹簧振荡到中间平衡位置时，能量全部为动能。我们曾假定没有摩擦或耗散力存在，所以一旦往复弹性振动开始，它将以同样幅度持续下去。这当然是一个理想的情况。在地震时，运动的岩石间的摩擦逐渐生热而耗散一些波动的能量，除非有新的能源加进来，像振动的弹簧一样，地球的震动将逐渐停息。对地震波能量耗散的测量提供了地球内部非弹性特性的重要信息，然而除摩擦耗散之外，地震震动随传播距离增加而逐渐减弱现象的形成还有其他因素。

由于声波传播时其波前面为一扩张的球面，携带的声音随着距离增加而减弱。与

地震时，横波和纵波，哪个传播得更快？

纵波的振动方向与传播方向一致,能引起地面的上下跳动（上下颠簸）,传播速度为每秒5—6千米.横波的振动方向与传播方向相垂直,能引起地面的水平晃动（左右前后摇摆）,传播速度每秒3—4千米,稍慢于纵波.在一般情况下,地震时地面总是先上下跳动,后水平晃动,尤以震中附近最明显.由于纵波衰减速度比横波快,因此离震中较远的地方只能感到水平晃动.
横波虽然传播慢,但振幅比纵波大,因而破坏力大.横波的水平晃动是造成建筑物破坏的主要原因.地震仪就是专门接收这两种波的仪器,根据它记录的地震波数据,专业人员能在最短时间内计算出发震的时间、地点和震级大小,这就是地震测报的“三要素”.

当地震波在经过莫霍界面和古登堡界面时速度有什么变化吗?能解释为什么吗?

莫霍界面处在地壳下33千米处，地震波（自上而下）通过不断增速，直到古登堡界面横波消失，纵波减弱；地震波通过媒介传播的速度分别是固体＞液体＞气体，而横波只能在固体中传播，由于莫霍到古登堡界面速度逐渐增加，所以说明这段物质为密度逐渐增大的固体，而古登堡界面以里也是横波消失，纵波减弱，所以判断古登堡界面以里可能为非固体的物质存在！