震相

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地球内部传播的主要地震波a一些近震震相的地震波传播路径图b一些震相的地震波在地球内部的传播路径图
近地震和远地震地震波记录的实例a 震源深度10千米、震中距530千米的近地震的三分向地震波记录图b 震源深度217千米、震中距43°(约4,775千米)的远地震的三分向地震波记录图

  震相汉语拼音:Zhenxiang;英语:Seismic Phase),到达观测点的性质不同或传播路径不同的地震波。各种震相在到时、波形、振幅、频率和质点运动方式等方面都各有自己的特征。震相特征取决于震源的激发方式,并受传播介质的影响。地震学的主要任务之一就是分析各种震相的特征,推断特定震相的起因,利用震相特征研究震源特性和地球内部介质的结构及性质。

  从震源向外发出的地震波通常有两种,即P波(纵波)和S波(横波)。根据震源到观测点的距离不同,常见的震相也不同。对每种震相皆规定一个用英文字母表示的名称。

近震震相

  对震中距离大约小于1,000千米、震源在地壳内或地表的近地震,主要震相有P(或Pg)和 S(或Sg),它们分别是从震源向上发出直接到达观测点的P波和S波。Pn和Sn分别是从震源向下发出、在地壳与地幔分界的莫霍界面发生临界折射而沿界面滑行、又向上到达观测点的P波和S波;在离震源很近处观测不到震相Pn和Sn。P11和S11(也记为 PmP和 SmS),分别是从震源向下发出经莫霍界面向上反射的P波和S波。以上各震相的射线在经过地壳内的任何界面时,都会因界面两侧波速不同而发生一定的折射。图1a给出的是地壳含两个波速不同的岩层而震源在上层时一些近震震相的传播路径。

远震震相

  当震中距大于1,000千米时,震中距通常用对地心所张的角度(°)来表示。对震中距在10°至103°的浅源远地震,主要震相有:P和 S是从震源向下发出经地幔连续折射而向上到达观测点的P波和S波;由于地幔内地震波速度随深度增加,所以震相P和S的射线下行后又会折回地面。PP是从震源向下的P波在地表反射为P波后又到达观测点的P波。PS是下行P波在地表反射时转换为 S波而到达观测点的震相。PP和 PS是在地表反射一次的震相,类似的还有震相SS、SP。若在地表反射几次,则有PPP、SSS、PPS、SPS等震相。反射次数愈多,震相愈弱。在地核–地幔界面反射一次的震相有PcP、PcS、ScS和ScP,小写字母c代表在地核外界面反射。在地表和核-幔界面之间还可以有多次反射波,相应地会有震相PcPPcP、PcSPcP等,后一震相名称中间的两字母SP代表上行S波在地表反射时转换为下行P波。以上皆为体波震相,除此外还有面波震相:LR是沿地表大圆路径传至观测点的瑞利面波。LQ是沿地表大圆路径传至观测点的洛夫面波。

核震相

  穿过地核到达地表的体波称核震相。在外地核中穿过一次,在震相名称中就包含一个K,因液体外地核中只能传播P波,K实际代表在外地核内传播的P波。对震中距大于105°的极远震可观测到核震相。主要核震相有 PKP、PKS、SKS和SKP。当体波进入地核后,又在核-幔界面上向内反射一次才经地幔射至地表的震相有PKKP、PKKS等。此外,PKP到达地表后还可被地表反射回地球内部而产生震相PKPPKP(简记为P′P′),类似的震相有SKSSKS(S′S′)、PKSPKS、PKSSKP等。地球的固体内核可传播 P波和 S波。当通过地核的波又经过内核,在内核中传播的是P波时,就在核震相中间夹字母I,在内核中是S波时就夹字母J。经过内核的震相有PKIKP、PKJKP、SKIKP等。

深震相

  当震源较深时,从震源向上发出的体波可先在震中附近的地表反射一次,再传至远处的观测点,形成深震相。在震中附近反射前的P波或S波,在震相名称前分别加小写字母p或s来表示,例如深震相pP、sS、sP和 pS。当然也会有震相 sPS、pPS等。深震相与直达震相的走时差是测定深震震源深度的主要依据。

  由于地球具有复杂的结构,地震波会在某些界面间多次反射、折射,还由于在界面上反射或折射时P、S波会互相转换,实际的震相是非常多的。只是不少震相很弱而记录不到,或在记录中因震相重叠和干扰影响而无法辨认它们。此外,还会有在地球内部一定通道内传播的导波震相,例如,对沿大陆路径传播的近地震波,在震中距大于5°后,代替Sg震相会出现频率高、振幅大的Lg震相,这是沿地壳花岗岩层传播的导波。